Tierversuche in der Forschung - Senatskommission für tierexperimentelle Forschung der Deutschen Forschungsgemeinschaft - DFG
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Senatskommission für tierexperimentelle Forschung der Deutschen Forschungsgemeinschaft Tierversuche in der Forschung
Senatskommission für tierexperimentelle Forschung der Deutschen Forschungsgemeinschaft Tierversuche in der Forschung
2 3
Inhalt
Vorwort�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������4 Tierversuche und Tierschutz: Ethische Abwägungen
Einführung�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������6 Die Entwicklung des Tierschutzgedankens in Deutschland���������������������������39
Ethische Aspekte von Tierversuchen und das Solidaritätsprinzip �������������� 40
Tierversuche: Definition und Zahlen Die Übertragbarkeit aus ethisch-rechtlicher Sicht �������������������������������������������45
Was ist ein Tierversuch? �������������������������������������������������������������������������������������������9 Das 3 R-Prinzip���������������������������������������������������������������������������������������������������������� 48
Wie viele Tiere werden verwendet? ���������������������������������������������������������������������9 Alternativen zum Tierversuch�������������������������������������������������������������������������������51
Wofür werden Tiere in der Forschung benötigt?��������������������������������������������� 11 Grenzen von Alternativmethoden���������������������������������������������������������������������� 54
Welche Tierarten werden eingesetzt?����������������������������������������������������������������� 11 Die Basler Deklaration���������������������������������������������������������������������������������������������56
Europaweite Entwicklung �������������������������������������������������������������������������������������14
Tierversuche in Deutschland: Vom Antrag bis zur Durchführung
Tierexperimentelle Praxis: Einsatzbereiche für Versuchstiere Europäische Regelungen für Tierversuche���������������������������������������������������������59
Grundlagenforschung ���������������������������������������������������������������������������������������������17 Tierversuche unter Genehmigungsvorbehalt �������������������������������������������������� 60
Medizinische Forschung �����������������������������������������������������������������������������������������18 Rechtliche Grundlagen ������������������������������������������������������������������������������������������ 60
Nobelpreiswürdig: Herausragende wissenschaftliche Erkenntnisse�����������20 Genehmigungsverfahren ���������������������������������������������������������������������������������������63
Diagnostik������������������������������������������������������������������������������������������������������������������22 Durchführung von Tierversuchen������������������������������������������������������������������������ 64
Transplantationsmedizin�����������������������������������������������������������������������������������������25 Qualifizierte Überwachung ���������������������������������������������������������������������������������� 68
Zell- und Gewebeersatz beim Menschen �����������������������������������������������������������26 Belastungen für die Tiere���������������������������������������������������������������������������������������69
Stammzellforschung �����������������������������������������������������������������������������������������������27 Die Tierschutz-Verbandsklage�������������������������������������������������������������������������������71
Genomforschung �����������������������������������������������������������������������������������������������������28
Neurowissenschaften ��������������������������������������������������������������������������������������������� 31 Anhang
Veterinärmedizinische Forschung�������������������������������������������������������������������������33
Tierversuche in der Aus-, Fort- und Weiterbildung �����������������������������������������35
Die Grundannahme der Übertragbarkeit auf den Menschen �����������������������35
4 5
Vorwort
Tierversuche sind in der biologischen und medizinischen Grundlagenforschung Die Broschüre ist das Ergebnis der Zusammenarbeit von Mitgliedern der Senats-
unverzichtbar – damit besteht ein klassisches Dilemma, da der Erkenntnisge- kommission für tierexperimentelle Forschung der DFG und der DFG-Geschäfts-
winn zum Wohl des Menschen mit der Belastung von Tieren verbunden ist. Der stelle in Bonn. An dieser Stelle möchte ich allen Beteiligten danken, die durch
Tierschutz hat in den meisten europäischen Ländern einen hohen Rang und Textbeiträge und kritische Diskussionen einen Beitrag zur Fertigstellung geleistet
setzt der Forschung enge Grenzen. Im Jahr 2010 wurde vom Europäischen Par- haben.
lament nach langen kontroversen Debatten eine EU-Richtlinie zum Tierschutz in
der Forschung verabschiedet, die in vielen Punkten neue, strengere Regelungen Den Leserinnen und Lesern wünsche ich eine aufschlussreiche Lektüre!
vorsieht und gleichzeitig europaweit einheitlich hohe Standards für die Zulas-
sung von Tierversuchen und die Unterbringung und Betreuung von Tieren in
der Forschung setzt.
Eine erste Auflage von „Tierversuche in der Forschung“ ist 2004 von der
Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) veröffentlicht worden. Sowohl die
deutschsprachige als auch die englische Version „Animal Experiments in Re-
search“ sind mittlerweile vergriffen. Die Anpassung des deutschen Tierschutz- Gerhard Heldmaier
gesetzes im Jahr 2013 an die EU-Richtlinie führte zu zahlreichen Änderungen Vorsitzender der Senatskommission für tierexperimentelle Forschung der DFG
im Genehmigungsverfahren, was einen größeren Verwaltungsaufwand für die
Antragstellerinnen und Antragsteller als bisher bedeutet. Mit der vorliegenden
Neuauflage wollen wir einen Überblick über den aktuellen Stand der gesetzli-
chen Regelungen einschließlich praktischer Hinweise zu den organisatorischen
Abläufen der Antragstellung und der Durchführung von Tierversuchen geben
sowie die rechtlichen und ethischen Grundlagen der tierexperimentellen For-
schung erläutern. Ergänzend zur Broschüre steht auf der DFG-Website unter
www.dfg.de/tierschutz weiteres Material – wissenschaftliche Aufsätze, Gesetzes-
texte, Formulare zur Antragstellung etc. – zur Verfügung.
Tierversuche werden in unserer Gesellschaft kontrovers und oft sehr emotional
diskutiert – nicht zuletzt, weil vielfach sachliche Informationen über ihren Sinn,
die Belastung der Tiere oder die Ergebnisse und deren möglichen Nutzen feh-
len. Im Rahmen einer Selbstverpflichtung, der Basler Deklaration, haben sich
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dazu verpflichtet, stärker mit der Öf-
fentlichkeit zu kommunizieren und diese besser zu informieren. Deshalb hat die
vorliegende Broschüre auch zum Ziel, die interessierte Öffentlichkeit über den
Umfang und die Notwendigkeit von Tierversuchen zu informieren. Anhand von
ausgewählten Beispielen und Erläuterungen zu wissenschaftlichen Methoden
wird versucht, Grundsätze der tierexperimentellen Forschung zu erläutern und
somit einen Beitrag zur Versachlichung der Diskussion zu liefern.
NOBELPREISE Emil von Behring Ronald Ross Iwan Pawlow
6 1901 Funktion der Serumtherapie,
1902 Forschung zu Malaria
1904 Physiologie der Verdauung
7
insbesondere bei Diphtherie
Einführung
Im Erbgut aller Tiere finden sich ähnliche Merkmale wie beim Menschen. Deshalb eignet sich beispiels-
weise auch die Taufliege, um menschliche Lebensvorgänge und Erkrankungen zu erforschen.
Die Aufklärung des Erbguts komplexer sie den Forscherinnen und Forschern
Lebewesen – wie der Taufliege Drosophi- vor, dem Menschen eine Vorrangstel-
la melanogaster, der Maus, der Ratte, des lung gegenüber den Tieren einzuräu-
Schweins, des Rindes oder des Menschen men. Ein weiterer Kritikpunkt ist, dass
– gehört zu den großen wissenschaftli- die Ergebnisse aus Tierversuchen nicht
chen Leistungen der jüngsten Zeit. Aber auf den Menschen übertragbar seien
auch auf anderen Gebieten der Lebens- und den Tieren – allein um die wis-
wissenschaften wurden große Fortschrit- senschaftliche Neugier zu befriedigen
te erzielt, darunter neue Erkenntnisse – Leid zugefügt werde. Aus heutiger
über die Struktur von Ribosomen − den Sicht wirken manche Versuche aus der
Eiweißfabriken der Körperzellen − und Anfangszeit der tierexperimentellen
über die erstaunliche Plastizität von Forschung tatsächlich grausam, eben-
Stammzellen. Diese Erkenntnisse ermög- so aber auch chirurgische Eingriffe am
lichen neuartige Einblicke in die Komple- Menschen. Dies liegt aber vor allem an
xität von Lebensvorgängen, verbessern den unzureichenden Operationstech-
langfristig die medizinische Versorgung niken und Narkosemöglichkeiten je-
und Ernährung von Mensch und Tier ner Zeit. Die Entdeckung der Narkose
und tragen auf diese Weise zu einer er- im 19. Jahrhundert war für Mensch
höhten Lebensqualität und steigenden und Tier ein Segen und ihr Einsatz bei
Lebenserwartung bei. Tierversuchen ist heute gleichermaßen hörde wird von einer Tierschutzkom- wissenschaftliche Zwecke verwendeten
Verpflichtung und Routine. mission beraten, der sowohl Fachwis- Tiere erlassen. Sie betont drei Grundsät-
Entscheidende Fortschritte wären ohne senschaftlerinnen und -wissenschaftler ze, die zur Sicherung des Tierschutzes
den Einsatz von Versuchstieren nicht Die Kritik an Tierversuchen hat schon als auch Vertreterinnen und Vertreter in der Forschung eingehalten werden
denkbar. Nur mit ihrer Hilfe konnten in im 19. Jahrhundert dazu geführt, dass von Tierschutzverbänden angehören. sollen und als sogenanntes „3 R-Prin-
der Vergangenheit Lebensvorgänge bei gesetzliche Regelungen für den Einsatz Bei der Entscheidung über den Antrag zip“ bezeichnet werden: die Reduzie-
Tieren und Menschen näher aufgeklärt von Tieren in der Forschung formuliert spielt vor allem die Prüfung der Un- rung (Reduction) und Verfeinerung
werden. Dazu zählt die Funktion der wurden. Diese sind seitdem ständig erlässlichkeit eine zentrale Rolle. Das (Refinement) von tierexperimentellen
Sinnesorgane, des Nerven-, Hormon- ausgeweitet worden. Das deutsche Tier- heißt, es muss im Antrag plausibel dar- Methoden sowie die Entwicklung von
und Immunsystems oder auch einzel- schutzgesetz gehört zu einem der welt- gelegt werden, dass das Forschungsziel Ersatz- und Ergänzungsmethoden (Re-
ner Gene, die letztlich nur im Kontext weit strengsten Regelwerke. Es stellt nur durch einen Tierversuch und nicht placement) zum Tierversuch. Darüber
des Gesamtorganismus entschlüsselt sicher, dass Tierversuche nur in einem mit anderen Methoden erreicht wer- hinaus enthält die EU-Richtlinie zahlrei-
werden kann. Zur Erforschung solcher von der Gesellschaft akzeptierten Um- den kann. che neue Regelungen für die Genehmi-
komplexer Vorgänge im intakten, le- fang erfolgen und staatlichen Kontrol- gung und Durchführung von Tierversu-
benden Organismus sind auch in Zu- len unterliegen. Jeder Tierversuch zu Um in der tierexperimentellen For- chen. Im Juli 2013 wurde das deutsche
kunft Tierversuche notwendig. biomedizinischen Forschungszwecken schung europaweit einen hohen bio- Tierschutzgesetz novelliert und an die
muss gegenüber der zuständigen Be- ethischen Standard zu sichern, hat das europäische Richtlinie angepasst. Dabei
So lange wie es Tierversuche gibt, gibt hörde eines Bundeslandes ausführlich Europäische Parlament 2010 die Richt- wurden alte Regelungen beibehalten
es Gegner. Heute wie damals werfen schriftlich begründet werden. Die Be- linie 2010/63/EU zum Schutz der für und mit neuen Vorgaben ergänzt.
Robert Koch
1905 Übertragung und Behandlung
9
der Tuberkulose
Tierversuche: Definition und Zahlen
Was ist ein Tierversuch? Untersuchungen, der Umweltschutz,
die Förderung des Wohlergehens von
Das deutsche Tierschutzgesetz defi- Tieren, die Verbesserung der Hal-
niert Tierversuche als Eingriffe oder tungsbedingungen, die Erhaltung der
Behandlungen an Tieren, wenn diese Art sowie die Aus-, Fort- oder Weiter-
mit Schmerzen, Leiden oder Schäden bildung.
für die Tiere verbunden sein kön-
nen. Dies gilt für jedes Verfahren, bei Das Töten von Tieren allein zum
dem Tiere einer Belastung ausgesetzt Zweck der Organentnahme oder der
werden, die „dem eines Kanülenein- Gewinnung von Zellen gilt nicht als
stichs gemäß guter tierärztlicher Pra- Tierversuch. Die Zellen oder Organe
xis gleichkommt oder darüber hin- werden entweder unmittelbar un-
ausgeht“ (Artikel 3, 2010/63/EU). In tersucht oder zum Aufbau einer Zell-
der Praxis bedeutet dies, dass jede Be- oder Gewebekultur genutzt. Solche
handlung von Tieren zu wissenschaft- In-vitro-Kulturen können Untersu-
lichen Zwecken als Tierversuch erfasst chungen am lebenden Tier ergänzen
und von einer Behörde genehmigt und teilweise ersetzen. Sie ermögli-
werden muss. Der Schutz erstreckt chen die Entwicklung von Alternativ-
sich auf alle Wirbeltiere, Kopffüßler methoden zum Tierversuch. Etwa ein
wie zum Beispiel der Oktopus und Drittel aller in der Forschung verwen-
Zehnfußkrebse, zu denen der Hum- deten Tiere wird für diese In-vitro-
mer zählt. Methoden eingesetzt.
Im Genehmigungsverfahren durch
die jeweils zuständige Behörde wer- Wie viele Tiere werden
den sowohl die Begründung für den verwendet?
Tierversuch als auch die Haltungs-
und Betreuungsbedingungen für die Das Bundesministerium für Ernäh-
Tiere geprüft. Die Erlaubnis für einen rung und Landwirtschaft und das Sta-
Tierversuch wird nur für Zwecke er- tistische Bundesamt erfassen jährlich
teilt, die im deutschen Tierschutz- die Gesamtzahl aller in Deutschland
gesetz ausdrücklich festgelegt sind. verwendeten Tiere. Im Jahr 2014
Dazu gehören die Grundlagenfor- wurden in der Forschung 2,798 Mil-
schung, die angewandte Forschung lionen Tiere eingesetzt. Darin enthal-
zur Vorbeugung, Erkennung oder ten sind 2,008 Millionen Tiere, mit
Behandlung von Krankheiten, Qua- denen Tierversuche durchgeführt
litäts- und Wirksamkeitsprüfung von wurden, und 789 926, die für eine Or-
Medikamenten, gerichtsmedizinische ganentnahme getötet wurden. Die für
Camillio Golgi, Santiago Ramón y Cajal Alphonse Laveran Ilja Metschnikow, Paul Ehrlich
10 1906 Struktur des Nervensystems
1907 Rolle von Protozoen bei der
1908 Immunität bei infektiösen
11
Entstehung von Krankheiten Erkrankungen
Forschungszwecke benötigten Tiere Tiere getötet, allerdings werden sie Zählung nicht möglich ist, sondern die Diagnostik und Behandlung menschli-
entsprechen 0,35% aller in Deutsch- nicht gezählt. Anzahl der Larven nur geschätzt werden cher Erkrankungen verbessert werden.
land verwendeten 795 Millionen Tie- kann. Diese erstmals erhobene Zahl ist
re – dieser kleine Anteil ist unerläss- Seit 2014 werden die für wissenschaft- in den oben genannten Zahlen des Bun- Etwa 28,2% der in der Forschung ein-
lich für den Gewinn von Wissen über liche Zwecke verwendeten Tiere nach desministeriums für Ernährung und gesetzten Tiere dienen der Entnahme
unsere natürlichen Lebensgrundlagen einem neuen, europaweit einheitlichen Landwirtschaft nicht enthalten. von Zellen oder Gewebe, ohne dass
und den medizinischen Fortschritt. Meldeverfahren erfasst. Neu einge- mit ihnen Tierversuche durchgeführt
Der mit 788 Millionen größte Anteil führt wurde die Meldung von Tierlar- Die Anzahl der insgesamt für For- wurden. An diesen Proben werden
der Tiere entfiel auf Rinder, Schweine, ven, „sobald sie selbstständig Nahrung schungszwecke gebrauchten Tiere ist grundlegende biochemische Prozesse
Geflügel und Schafe, die für unsere aufnehmen können“. Die erste Zählung in den letzten Jahren leicht gesunken: auf zellulärer Ebene untersucht und
Ernährung getötet wurden. Weitere ergab, dass 563 000 Tierlarven in der 2013 (2,997 Millionen) um etwa 3% neue Wege pharmakologischer Be-
4 Millionen Tiere wurden bei der Jagd Forschung verwendet wurden. Fischlar- im Vergleich zum Vorjahr und 2014 handlung erprobt. Dieser Prozentsatz
erlegt. Auch beim Fischfang und bei ven und Larven von Tintenfischen kön- (2,798 Millionen) erneut um 6,6%. muss letzten Endes auch dem Auf-
der Schädlingsbekämpfung werden nen sehr klein sein, sodass eine direkte wand für medizinische Forschung zu-
gerechnet werden.
Wofür werden Tiere in der
Grafik 1: Forschung benötigt? Zahlreiche Tierversuche werden im
Prozentualer Anteil der für bestimmte Forschungszwecke verwendeten Tiere
Rahmen des Verbraucherschutzes
Der größte Anteil der für Forschungs- durchgeführt und sind gesetzlich
zwecke verwendeten Tiere verteilt sich vorgeschrieben (sogenannte „regu-
Grundlagenforschung: 31,1% auf die Grundlagenforschung (31,1%) latorische Zwecke“). In Deutschland
und die „translationale und angewand- werden etwa 23,7% aller Versuchs-
Translationale und angewandte
28,2% Forschung: 11,9%
te Forschung“ (11,9%). Letztere be- tiere für derartige Sicherheitsprü-
31,1% zeichnet Vorhaben, in denen Erkennt- fungen, Qualitätskontrollen oder
Erhaltungszucht von genetisch veränderten, nisse aus der Grundlagenforschung für toxikologische Prüfungen nach dem
belasteten Tierkolonien: 2,8% eine medizinische Anwendung erprobt Chemikalien-, Arzneimittel- oder Le-
Quälitätskontrolle, Toxikologie und andere werden. Die Grundlagenforschung und bensmittelhygienerecht verwendet.
Unbedenklichkeitsprüfungen: 23,7% die translationale, angewandte For- Diese Prüfungen sind Voraussetzung
schung sind im Forschungsalltag eng für die Zulassung von Medikamenten
1,8% Umweltschutz zum Wohle von
Mensch und Tier: 0,2% miteinander verbunden, sodass beide oder anderen Stoffen, mit denen der
0,3% Prozentsätze gemeinsam den Aufwand Mensch in Berührung kommt.
0,2% Erhaltung der Art: 0,3% für medizinische Forschung beschrei-
11,9% Aus-, Fort- und Weiterbildung: 1,8% ben (43%). In der medizinischen For-
schung werden Tierversuche gemacht, Welche Tierarten werden
23,7%
2,8% Tiere, die für wissenschaftliche Zwecke
getötet wurden (kein Tierversuch): 28,2%
um bisher unbekannte Lebensvorgän- eingesetzt?
ge und grundlegende biologische Zu-
Quelle: Statistik des BMEL 2014 sammenhänge aufzuklären. Mit diesen In der Forschung kommen überwie-
Erkenntnissen wiederum können die gend Kleinsäuger wie Mäuse, Rat-
Albrecht Kossel Alexis Carrel
12 1910 Chemie der Zelle und
1912 Entwicklung der
13
Inhalt des Zellkerns Gefäßnaht-Technik
Grafik 2: ten, Meerschweinchen und Kanin- Zahl bei 2842, das entspricht etwa
Tierverbrauch und zu wissenschaftlichen Zwecken verwendete Tierarten chen zum Einsatz, daneben Fische 0,1% aller Tiere in der Forschung. Die
und Vögel für spezielle Fragestel- am häufigsten verwendete Affenart
lungen. Mäuse (1,901 Millionen im waren Javaneraffen (2100). In den
Jahr 2014, 68%) und Ratten (13%) meisten Fällen (2335 Tiere) wurden
sind nach wie vor die häufigsten Ver- Affen für gesetzlich vorgeschriebene
suchstiere und werden auch am öf- Forschungszwecke eingesetzt, zum
testen zur Organentnahme getötet. Beispiel für die Prüfung von Medi-
Die Aufklärung des Mausgenoms vor kamenten. Katzen spielen eine noch
Ernährung: 99,15% wenigen Jahren und die technisch geringere Rolle in der Forschung (997
relativ einfache Manipulation ihres Tiere im Jahr 2014), und auch sie wer-
Genoms machen die Maus zur mit den in erster Linie für gesetzlich vorge-
Abstand wichtigsten Tierart in der schriebene Zwecke (519) benötigt.
Forschung, weil dadurch Einblicke
in die genetischen Grundlagen von In der tierexperimentellen For-
Lebensvorgängen und Erkrankungen schung ist der Einsatz von streunen-
gewonnen werden können. Die leicht den und verwilderten Hunden und
Tiere für wissenschaftliche Zwecke (0,35%) rückläufigen Tierversuchszahlen in Katzen verboten. Aus wissenschaftli-
den letzten beiden Jahren beruhen chen Gründen sind sie nicht geeignet,
Jagd (0,50%)
in erster Linie auf einer reduzierten da ihre Herkunft, ihr Gesundheitszu-
Anzahl von Mäusen und Ratten. Die stand, ihr genetischer Hintergrund
Mäuse: 68,0%
Verwendung von Fischen hat in den und ihr vorheriges Verhalten un-
letzten Jahren zugenommen (derzeit bekannt sind. Verlässliche und re-
Ratten: 13,0% 9,8%), weil das Genom von Zebra- produzierbare Forschungsergebnisse
fischen entschlüsselt wurde und Er- können nur unter definierten, stan-
Vögel: 2,0%
kenntnisse über die Ursprünge von dardisierten Bedingungen erzielt
Fische: 9,8% Lebensvorgängen bei Wirbeltieren werden. Dies betrifft den Status der
ermöglicht. Andere Tierarten werden Versuchstiere ebenso wie alle ande-
Ratten: 13% Kaninchen: 3,8% nur in geringem Umfang eingesetzt. ren Versuchsparameter.
Ihre Anzahl kann leicht schwanken,
Hunde: 0,1%
aber dies macht sich in der Gesamtbi- Die Forschung an Wildtieren ist
Mäuse: 68%
Primaten: 0,1% lanz nicht bemerkbar. dagegen möglich, aber stark be-
schränkt und an besondere Voraus-
Nutztiere: 0,8% Seit 1991 werden in Deutschland kei- setzungen gebunden. Zur Sicherung
andere Tiere: 2,4% ne Versuche mehr an Großen Men- der artenschutzrechtlichen Bestim-
schenaffen wie Schimpansen und nur mungen müssen in Deutschland die
Quelle: Statistik des BMEL 2014
noch sehr selten an anderen Affen für Naturschutz zuständigen Be-
durchgeführt. Im Jahr 2014 lag die hörden mit einbezogen werden. Im
Charles Richet
14 1913 Entdeckung der Überempfindlichkeit
15
gegenüber Antigenen
Die Anzahl an Tierversuchen mit Amphibien – zu denen der Europäische Laubfrosch zählt – hat sich
europaweit um mehr als die Hälfte reduziert.
Freiland werden vorrangig Fragen Auch europaweit sind Mäuse die am
zum Verhalten und zu den Wech- häufigsten im Tierversuch eingesetzte
selbeziehungen von Tieren mit ih- Tierart. Ihr Anteil liegt bei 61%, ge-
ren natürlichen Lebensräumen un- folgt von Ratte, Meerschweinchen,
tersucht. Erkenntnisse aus solchen anderen Nagern und Kaninchen. Der
Forschungsvorhaben dienen dann Anteil der Affen betrug 0,05%. Men-
vor allem dem Artenschutz. In den schenaffen werden seit 1999 nicht
meisten Fällen werden die Tiere da- mehr genutzt. Seit 2008 ist in Europa
bei lediglich beobachtet und sind nur ein Rückgang der Zahlen für Amphi-
geringen Belastungen ausgesetzt, bien (– 52%), Affen (– 48%), Vögel
um das natürliche Verhalten nicht (– 26,5%) und Nagetiere (ohne Mäu-
zu stören. se) (– 19,9%) zu verzeichnen, wäh-
rend bei Fischen (+ 29%), Kaninchen
(+ 7,5%) und anderen Säugetieren
Europaweite Entwicklung (+ 38%) ein Anstieg registriert wurde.
Um die Entwicklung innerhalb Euro- Auf europäischer Ebene wurden mehr
pas verfolgen zu können, erfasst auch als 60% der Tiere in der Grundla-
die Europäische Kommission die An- genforschung und für die Forschung
zahl der Versuchstiere. Für das Jahr und Entwicklung von medizinischen
2011 – aktuellere Zahlen lagen bei Produkten und Geräten für die Hu-
Redaktionsschluss nicht vor – wurden man-, Zahn- und Veterinärmedizin
insgesamt 11,5 Millionen Versuchstiere eingesetzt. Für Prüfungen und Kon-
aufgeführt. Daran hat Deutschland ei- trollen von medizinischen Produk-
nen Anteil von 2 Millionen Tieren, da ten und Geräten wurden etwa 19%
in der europäischen Statistik – anders aller Tiere verwendet. Die Anzahl
als in der nationalen Erfassung – nur der Tierversuche für toxikologische
die eigentlichen Tierversuche einge- Untersuchungen und andere Sicher-
rechnet werden, nicht aber die Tötung heitsprüfungen blieb über die letzten
von Tieren zur Organentnahme. Jahre relativ konstant und lag bei
etwa 9% – trotz Einführung der EU-
In einigen Ländern stieg die Anzahl Chemikalien-Richtlinie REACH (Re-
der Versuchstiere im Vergleich zur gistration, Evaluation, Authorisation
letzten Zählung leicht an. In den meis- and Restriction of Chemicals) 2006,
ten europäischen Ländern blieben die nach der alle in der EU in größeren
Versuchstierzahlen jedoch annähernd Mengen verwendeten Chemikalien
konstant oder waren leicht rückläufig, in Tierversuchen überprüft werden
so in Frankreich und Großbritannien. müssen.
Jules Bordet
1919 Grundlegende Entdeckungen
17
zur Immunität
Tierexperimentelle Praxis:
Einsatzbereiche für Versuchstiere
Grundlagenforschung durch Zell- oder Gewebeersatz neue
therapeutische Ansätze für die Be-
Ziel der Grundlagenforschung ist der handlung von Herzinfarkten oder
Erkenntnisgewinn. Sie hat keine un- neurologischen Erkrankungen wie
mittelbare Anwendung zum Ziel, son- beispielsweise der Parkinson-Krank-
dern erarbeitet das wissenschaftliche heit.
Fundament, auf dem jede weitere
Forschung aufbaut. Da der Stoffwech- Viele Ergebnisse in der Grundlagen
sel und die Funktion der Organe bei forschung werden mithilfe von Zell-
Mensch und Tier sehr ähnlich sind, kulturen gewonnen, weil sich Zellen
können im Tierversuch gewonnene in Kulturen schnell und relativ ho-
Erkenntnisse helfen, Lebensvorgänge mogen entwickeln und für experi-
sowie deren Störungen beim Men- mentelle Methoden direkt zugäng-
schen und bei Tieren besser zu ver- lich sind. Zellkulturen sind immer
stehen. Obwohl die Übertragbarkeit künstliche Systeme, die nur einge-
der Ergebnisse aus der Grundlagen- schränkten Einblick in Lebensvor-
forschung in die Anwendung weder gänge erlauben. Aber sie sind der
planbar ist noch ihr direkter Nutzen einzige Weg, um biochemische Vor-
kurzfristig abgesehen werden kann, gänge in der Zelle direkt zu mani-
sind wissenschaftliche und medizini- pulieren und zu messen. So werden
sche Durchbrüche ohne die Erkennt- zum Beispiel in der Krebsforschung
nisse, die die Grundlagenforschung isolierte Tumorzellen verwendet, um
hervorbringt, nicht denkbar. die Eigenschaften und Ursachen der
Entartung dieser Zellen zu identifi-
Untersuchungen am Tier sind vor al- zieren. Die wahre Natur einer Krebs-
lem dann erforderlich, wenn komple- erkrankung wird jedoch erst sichtbar,
xe Zusammenhänge von physiologi- wenn sie sich im Verbund mit ande-
schen Vorgängen und Erkrankungen ren Zellen und Geweben im Körper
nur im lebenden Organismus unter- entwickelt. Um eine solche Tumor-
sucht werden können. Das gilt ins- entwicklung im Organismus verfol-
besondere für Untersuchungen zur gen und Therapien erproben zu kön-
Funktionsweise des Nerven-, Herz- nen, sind Tierversuche erforderlich,
Kreislauf- und des Immunsystems bei denen Tumorzellen in Mäuse
sowie der Wirkungsweise von Hormo- übertragen werden.
nen. Sehr dynamische Entwicklungen
finden gegenwärtig auf dem Gebiet Auch bei der Erforschung von Infek-
der Genom- und Stammzellforschung tionskrankheiten spielt die enge Ver-
statt. Von letzterer erhofft man sich bindung zwischen zellulärer Grund-August Krogh Archibald Hill, Otto Meyerhof Frederick Banting, John Macleod
18 1920 1922 1923 19
Entdeckung des kapillarmotorischen Stoffwechsel und Wärmeerzeugung Entdeckung des Insulins
Regulationsmechanismus der Muskeln
Murmeltiere fahren während des Winterschlafs ihre Körperfunktionen auf ein Minimum zurück. Ein ge-
naueres Verständnis darüber kann nützlich sein für die lebensrettende Behandlung von Schwerverletzten.
lagenforschung und Tierversuchen durch Kältebelastung und Nahrungs-
eine zentrale Rolle. Nur auf diesem mangel ausgelöst wird und die Tem-
Weg kann man verstehen, wie Bak- peraturregulation versagt. Neueste
terien und Viren den menschlichen Untersuchungen bei Zieseln, Sieben-
und tierischen Organismus befallen schläfern und Murmeltieren zeigen
und schädigen. Erkenntnisse über jedoch, dass diese Tiere im Winter-
die Interaktion von Viren und ihren schlaf ihren Stoffwechsel aktiv dros-
Wirtszellen machen es möglich, Vi- seln, ihre Körpertemperatur nahe
ruserkrankungen wie Grippe, Her- dem Gefrierpunkt regulieren und At-
pesinfektion oder Pocken gezielt zu mung und Herzschlag beinahe zum
behandeln und vorbeugende Maß- Stillstand kommen. So wurde eine
nahmen zu entwickeln. Sichtbare neue Regulationsleistung des Stoff-
Ergebnisse dieser Forschung sind wechsels entdeckt, mit der Säugetiere
Fortschritte auf dem Gebiet der vom „Normalbetrieb“ auf „Sparflam-
Schutzimpfungen: Erst vor wenigen me“ umschalten können. Zu verste-
Jahren wurde entdeckt, dass Papil- hen, wie ein solches Umschalten er-
lomaviren an der Entstehung von folgt, könnte für die Behandlung von
Gebärmutterhalskrebs beteiligt sind. Schwerverletzten lebensrettend sein
Ohne Tierversuche an Mäusen, Scha- oder Folgen eines Schlaganfalls oder
fen, Pferden und Ziegen wäre diese Herzinfarkts eindämmen. In einigen
Entdeckung nicht möglich gewesen. Kliniken wird bereits versucht, diesen
Es gelang, eine Impfung gegen die Zustand durch Unterkühlung von Pa-
Viren zu entwickeln. Für diese For- tientinnen und Patienten auszulösen.
schungsarbeiten wurde der deutsche Auch die Transplantationsmedizin (sie- fiziert, das den Blutzuckerspiegel regu- Zucht im Hinblick auf spezielle Krank-
Wissenschaftler Harald zur Hausen he Seite 25f.) kann davon profitieren, liert. Versuche an Kaninchen, Hunden, heitsbilder. Hierzu gehören beispiels-
2008 mit dem Medizin-Nobelpreis indem die Haltbarkeit von Organen Schweinen und Kühen halfen, die Wir- weise die „Diabetesmaus“, die erhöhte
ausgezeichnet. verbessert werden könnte. kung des Insulins auf den Blutzucker- Blutzuckerwerte aufweist, und die „Zu-
spiegel zu verstehen und damit neue ckerratte“, die Fettleibigkeit entwickelt.
Aus grundlegenden Forschungsvorha- Therapien zu entwickeln. 1923 erhiel-
ben, die zunächst nur auf die Aufklä- Medizinische Forschung ten die kanadischen Wissenschaftler Zahlreiche Beispiele für die Nutzung
rung von Lebensvorgängen bei Tieren Frederick Banting und John J. R. Ma- von Erkenntnissen aus der tierexpe-
ausgerichtet sind, kann zu einem spä- Fortschritte in der Medizin sind un- cleod für die Entdeckung des Insulins rimentellen Forschung für eine thera-
teren Zeitpunkt medizinischer Nutzen trennbar mit der Grundlagenforschung den Nobelpreis. Kaninchen, Hunde peutische Anwendung im Menschen
erwachsen. Ein Beispiel dafür ist die verbunden. Ein Beispiel dafür ist die und andere Säugetiere wurden in der stammen aus der Immunologie. Sie
Untersuchung des Winterschlafs bei Entwicklung von Behandlungsmetho physiologischen Forschung später weit- befasst sich unter anderem mit der Ab-
Murmeltieren und anderen Klein den für die Zuckerkrankheit, den Dia gehend durch Ratte und Maus abgelöst. wehr von Krankheitserregern und der
säugern. Anfänglich ist man davon betes mellitus. In den 1920er-Jahren Die schnelle Generationenfolge die- Abstoßung von Transplantaten nach
ausgegangen, dass der Winterschlaf wurde Insulin als ein Hormon identi- ser Tierarten ermöglicht eine gezielte einer Verpflanzung. Die EntwicklungWillem Einthoven Johannes Fibiger
20 1924 Elektrokardiogramm
1926 Entdeckung des Fadenwurms
21
Spiroptera carcinoma (Krebsforschung)
Emil von Behring war 1901 der erste Medizin-Nobelpreisträger. Seine Serumtherapie, die er an Tieren
erprobt hat, ist die Basis für unsere heutige Schutzimpfung.
des Antiserums gegen Diphtherie technische Überprüfung durchlaufen
(maßgeblich vorangetrieben durch haben, in Großtieren wie Schweinen
Versuche mit Meerschweinchen) und auf ihre biologische Verträglichkeit
von Impfstoffen gegen Gelbfieber und überprüft.
Kinderlähmung (Maus und Affe), Un-
tersuchungen zur Pathogenese der
Tuberkulose (Schaf und Rind), des Ty- Nobelpreiswürdig:
phus (Maus, Ratte, Affe), der Malaria Herausragende Erkenntnisse
(Taube) und auch von antiretroviralen
Wirkstoffen gegen AIDS (Affe) waren Seit Beginn des 20. Jahrhunderts wer-
bahnbrechende Fortschritte für die den außergewöhnliche Leistungen auf
Medizin. dem Gebiet der Medizin und Physiolo-
gie mit dem Nobelpreis ausgezeichnet.
Die Entdeckung der Wirkweise des Den ersten Nobelpreis erhielt 1901
Vitamin C wurde im Meerschwein- der Mediziner Emil von Behring für
chen erforscht und führte zu der Er- seine Arbeiten zur Behandlung der
kenntnis, dass Vitamine sowohl im Diphtherie. Ende des 19. Jahrhun-
Tier als auch im Menschen die glei- derts verstarb fast jedes zweite Kind
che Wirkung entfalten. Hormone wie an Diphtherie. Im Jahr 1890 fanden
das Kalzitonin des Lachses werden in von Behring und sein japanischer
der medizinischen Behandlung von Kollege Kitasato heraus, dass die In-
Osteoporose eingesetzt. In der Chi- jektion von niedrigen Dosen des Diph-
rurgie konnten durch Tierversuche therietoxins bei Ratten, Mäusen und
neue Techniken erforscht und Ope- Kaninchen die Bildung von Antikör-
rationsmethoden verfeinert werden. pern auslöst. Danach waren die Tiere
Die ersten Versuche zur Verpflanzung dauerhaft geschützt. Die Injektion des
von Geweben fanden bereits zu Be- Serums von „immunisierten“ Tieren
ginn des 20. Jahrhunderts an Mäusen konnte den Krankheitsausbruch bei Erkenntnisgewinn in der Medizin sind wissenschaftliche Erkenntnisse, die mit
statt. Heute dienen vor allem Schwei- anderen Tieren ebenfalls verhindern. daran abzulesen, dass bis auf eine Aus- dem Physik- oder Chemie-Nobelpreis
ne, aber auch Hunde und Schafe als Von Behring entdeckte damit eines nahme – Barbara McClintock für ihre ausgezeichnet wurden, haben wesent-
Tiermodelle, mit deren Hilfe auf dem der Grundprinzipien der Immunolo- Arbeiten auf dem Gebiet der Pflanzen- lich zum Fortschritt beigetragen. So
Gebiet der Nierentransplantation, der gie – die „Immunität“ – und legte da- genetik – der Nobelpreis für Medizin erhielten die beiden Chemiker Robert
Knochenmarksübertragung und der mit den Grundstein für die Entwick- oder Physiologie in den letzten 40 Jah- Lefkowitz und Brian Kobilka die Aus-
Herzchirurgie neue Methoden zur lung der Schutzimpfung. ren stets an Forscherinnen oder For- zeichnung für die Erforschung einer
Heilung oder Linderung bei Organer- scher vergeben wurde, deren Arbeiten wichtigen Klasse von Rezeptorprotei-
krankungen des Menschen entwickelt Die immense Bedeutung von Tierver- den Einsatz von Tieren einschließen nen in der Zellhülle von Wirbeltieren,
werden. Künstliche Ersatzorgane wer- suchen in der biomedizinischen For- (siehe durchgehende Zeitleiste am obe- die eine bedeutende Funktion in zahl-
den, nachdem sie eine standardisierte schung und der daraus resultierende ren Seitenrand). Auch herausragende reichen physiologischen Prozessen ein-Charles Nicolle
22 1928 Forschung zu Typhus
23
Grafik 3: handelt werden, da ihre Entstehung Diagnose abhängig. Daher liegt einer
Die häufigsten Todesursachen weltweit in Prozent noch nicht ausreichend erforscht ist. der Schwerpunkte der Forschung da-
Die Gesellschaft hat daher nach wie rin, diagnostische Verfahren zu ver-
vor große Erwartungen in puncto me- feinern und zu verbessern. Nicht in-
Herz-Kreislauf-Erkrankungen dizinischer Fortschritt und Versorgung. vasive Untersuchungstechniken wie
Infektionskrankheiten die Computertomografie (CT), die
Bei vielen Krankheiten ist der Erfolg Positronenemissionstomografie (PET),
Krebserkrankungen
der Behandlung von der rechtzeitigen die Magnetresonanztomografie (MRT)
Atemwegserkrankungen
Unfallfolgen
Die Computertomografie (CT) liefert schmerzfreie Schichtaufnahmen des Körpers. Für die mit dem
Infektion der Atemwege Nobelpreis gewürdigte Entwicklung dieses Verfahrens diente das Schwein als Modellorganismus.
Säuglingssterblichkeit
Erkrankungen des Magen-Darm-Trakts
HIV/AIDS
Vorsätzlich herbeigeführte Verletzungen
Tuberkulose
Neuropsychiatrische Erkrankungen
0 5 10 15 20 25 30 35
Quelle: Berlin-Institut für Bevölkerung und Entwicklung: S. Kröhnert, M. Karsch; Lebensspanne und Todesursachen früher und heute
(Stand 2013 auf der Basis von WHO-Daten 2008)
nehmen. Im Jahr 2008 bekamen Osamu und seiner Erkrankungen zugrunde
Shimomura, Martin Chalfie und Roger liegen.
Y. Tsien den Preis für die Entdeckung
des grün fluoreszierenden Proteins
(GFP) aus der Qualle Aequorea victoria. Diagnostik
Dieses Protein und zahlreiche ver-
schiedene Varianten werden heute in In den Ländern der westlichen Welt
der biologischen und medizinischen sind durch eine verbesserte Hygie-
Forschung als universelle molekulare ne und medizinische Versorgung die
Marker eingesetzt, welche die mikro Neugeborenen-Sterblichkeit gesunken
skopische Untersuchung zellulärer und die Lebenserwartung gestiegen.
Prozesse ermöglichen, die den physio- Trotz dieser Fortschritte können viele
logischen Funktionen des Organismus Krankheiten nur symptomatisch be-Christiaan Eijkman, Frederick Hopkins Charles Sherrington, Edgar Adrian
24 1929 Bedeutung von Vitaminen
1932 Forschung zur elektrischen
25
Aktivität in Neuronen
Bei der Xenotransplantation werden Zellen oder Organe zwischen verschiedenen Spezies übertragen.
Bisher werden vor allem Krebszellen zu Forschungszwecken in Nacktmäuse verpflanzt.
und die funktionelle MRT (fMRT) so- zur Immunsuppression, das heißt zur
wie die Entwicklung von Kontrast- Unterdrückung körpereigener Ab-
mitteln und Biomarkern – das sind wehrmechanismen gegen das Spen-
Indikatoren, die auf einen krank- derorgan, mit dem Ziel, potenzielle
haften Prozess hinweisen – eröffnen Nebenwirkungen für den Organemp-
neue Diagnosemöglichkeiten. Bei der fänger zu verringern.
Entwicklung der Computertomogra-
fie, für die 1979 der Amerikaner Allan Da die Zahl der Spenderorgane nicht
Cormack und der Engländer Godfrey ausreicht, werden andere Wege des
N. Hounsfield den Nobelpreis erhiel- Organersatzes erforscht. Die soge-
ten, diente vor allem das Schwein als nannte Xenotransplantation (grie-
Modellorganismus. chisch xenos = Fremder), bei der
Organe von einer Tierart zur an-
In der Veterinärmedizin kommen die- deren oder vom Tier auf den Men-
se verfeinerten Diagnoseverfahren schen übertragen werden, nimmt in
besonders den Sozialpartnern Hund der Transplantationsforschung eine
und Katze zugute. Erfahrungen der Sonderstellung ein. Sie könnte das
Humanmedizin mit der Ultraschalldi- Problem der Unterversorgung mit
agnostik, dem Röntgen und den ande- Spenderorganen entschärfen. Ziel der
ren bildgebenden Verfahren werden Forschung ist es, Tierarten zu iden-
selbstverständlich in der modernen tifizieren, deren Organe aufgrund
Veterinärmedizin genutzt. medizinischer und physiologischer
Ähnlichkeiten für die Transplantati-
on geeignet sind. Aus anatomischen
Transplantationsmedizin und physiologischen Gründen wird
derzeit das Hausschwein als aus-
Im Jahr 2014 wurden in Deutsch- sichtsreichster Organspender für
land 3169 Organtransplantationen den Menschen angesehen. Die tier-
durchgeführt. Gleichzeitig warteten experimentelle Forschung ist damit
ca. 11 000 schwer erkrankte Patientin- auch eine bedeutsame Schnittstel-
nen und Patienten auf ein überlebens- le zur Nutztierforschung. Während
wichtiges Spenderorgan. Die operati- die Transplantation von ganzen tie-
ven Techniken sowie alle Verfahren rischen Organen heute noch nicht
zur Vermeidung von Abstoßungsre- möglich ist, gibt es bei der Transplan-
aktionen wurden in jahrelanger For- tation von Teilorganen und Geweben
schung mit Tieren entwickelt. Von schon sehr gute Erfolge, beispielswei-
großer Bedeutung für Organtrans- se bei der Verpflanzung von Herz-
plantationen sind neue Erkenntnisse klappen aus dem Schweineherz.Thomas Morgan George Whipple, George Minot, William Murphy Hans Spemann Henry Dale, Otto Loewi
26 1933 Rolle der Chromosomen
1934 Entdeckung der Lebertherapie
1935 Zum „Organisator-Effekt“
1936 Entdeckung der Neurotransmitter
27
in der Vererbung und perniziösen Anämie in der Embryonalentwicklung
Die Chancen der Xenotransplantation Notfällen kein geeignetes menschli- Patienten. Die medikamentöse Be- Stammzellforschung
werden kontrovers diskutiert: Dabei ches Spenderorgan unmittelbar zur handlung, chirurgische Korrekturen,
spielen in erster Linie ethische Über- Verfügung steht. die Implantation von Haut-, Nerven- Ziel der Stammzellforschung ist es, die
legungen und mögliche Gefahren zellen oder Herzklappen, Kunsther- Grundlagen der Zelldifferenzierung
durch immunologische Abwehrreak- zen, Herzschrittmachern oder künst- und die Möglichkeiten ihrer Steue-
tionen eine große Rolle. Für die Zu- Zell- und Gewebeersatz lichen Gelenken sind Verfahren, die rung zu entschlüsseln. Bei Stamm-
kunft erhofft man sich, dass genetisch beim Menschen sich alle auf Tierversuche stützen. Mit zellen handelt es sich um Zellen, die
veränderte Tiere gezüchtet werden der Züchtung von körpereigenem Er- noch weitgehende Teilungs- und Ent-
können, deren Immunsystem dem Eine Vielzahl heute bekannter Er- satzgewebe, dem sogenannten „Tissue wicklungsfähigkeit besitzen und sich
des Menschen noch ähnlicher ist, um krankungen resultiert aus der Funkti- Engineering“, könnte es in Zukunft zu spezialisierten Zellen, Geweben
somit eine potenzielle Abstoßung des onsunfähigkeit oder dem Verlust von möglich sein, geschädigte Zellen oder und Organen entwickeln können.
transplantierten Organs zu verringern. Zellen und Geweben. Bei neurodege- kranke Organe durch patientenei-
Derzeit befindet sich die Forschung nerativen Krankheiten wie Parkinson genes „Material“ zu kompensieren. Es gibt verschiedene Arten von
auf diesem Gebiet noch in einem frü- oder Alzheimer, bei Arthrose oder Stammzellen werden beispielsweise in Stammzellen. Embryonale Stamm-
hen Entwicklungsstadium. Eine na- beim Herzinfarkt kommt es zum Bei- der Knochenmarkstransplantation be- zellen sind zelluläre Alleskönner, die
heliegende Form der Nutzung dieser spiel zum Zell- oder Gewebetod mit reits erfolgreich verwendet. Auf diese die Fähigkeit besitzen, sich in jede be-
Technik zeichnet sich jedoch schon erheblichen Auswirkungen auf die Weise kann bestimmtes Gewebe nach- liebige Zellart entwickeln zu können.
jetzt ab, wenn nämlich bei klinischen Lebensqualität der Patientinnen und wachsen. Bei sogenannten „Biohyb- Sie werden als pluripotent bezeichnet,
rid-Implantaten“ werden körpereige- da aus ihnen jedes Organ oder Gewe-
ne Zellstrukturen und Funktionen mit be eines Säugetiers gebildet werden
Stammzellen besitzen ein großes Potenzial für die Medizin, denn sie liefern frisches Zellmaterial, mit
dem beispielsweise Krankheiten therapiert werden sollen, die bislang nur schwer oder gar nicht zu
elektronischen oder mechanischen kann. In fertigen Organen wie zum
behandeln sind. Implantaten kombiniert. Beispiel Knochenmark, Haut oderCorneille Heymans Gerhard Domagk
28 1938 Regulation der Atmung
1939 Entdeckung der antibakteriellen
29
Wirkung des Prontosil
Zentralnervensystem können adulte aus Bauchspeicheldrüse, Leber und chen Rückschlüsse auf die genetischen tiere wie Schweine können mittlerweile
(erwachsene) Stammzellen die Schä- Knochenmark konnten erfolgreich in Grundlagen solcher Veränderungen. genetisch verändert werden. Da neben
den im Organismus reparieren. Sie insulin-produzierende Zellen umpro- dem menschlichen Genom auch das
nennt man multipotent, da sie nur grammiert werden und Symptome des Für die Genomforschung werden so- Mausgenom vollständig entschlüsselt
noch Zellen eines einzelnen Organs Diabetes Typ 1 in Mäusen lindern. Die wohl gentechnisch veränderte – soge- ist und beide ein hohes Maß an gene-
oder Gewebes hervorbringen. Fetale Transplantation adulter Muskelstamm- nannte transgene Tiere – als auch Tiere tischer Übereinstimmung aufweisen,
Stammzellen sind eine Mischform von zellen führte in Mäusen nicht nur zur mit spontanen und damit natürlichen spielt die Maus eine besonders wichti-
embryonalen und adulten Stammzel- Reparatur des verletzten Gewebes, son- oder durch Zucht hervorgebrachten ge Rolle bei der Erforschung mensch-
len, die nicht mehr vollständig wan- dern regte darüber hinaus auch neues Veränderungen im Erbgut (Mutationen) licher Erkrankungen. Inzwischen exis-
delbar sind, dafür aber schneller und Muskelwachstum an. Ein langfristiges genutzt. Fliegen, Fadenwürmer, Zebra- tiert eine Vielzahl genetisch veränderter
besser wachsen. 2012 wurden die Ar- Ziel ist es, aus menschlichen Stammzel- fische, Mäuse, Ratten oder auch Groß- Mausstämme, die in der Forschung als
beiten des Japaners Shinya Yamana- len komplexe Zellverbände oder ganze
ka und des Briten John Gurdon zur Organe für die Transplantation zu re- Aufgrund seiner besonders großen Neuronen und eines handhabbaren Nervensystems ist der Kali-
Stammzellforschung mit dem Nobel- generieren. Das Risiko von Unverträg- fornische Seehase (Aplysia californica) ein bedeutsames Versuchsmodell in der Neurologie. An seinen
preis ausgezeichnet. Sie hatten ent- lichkeits- und Abstoßungsreaktionen Synapsen erforschte Nobelpreisträger Kandel unter anderem das Lernen auf zellulärer Ebene.
deckt, wie reife, ausdifferenzierte Zel- würde sich deutlich reduzieren.
len zu Stammzellen umprogrammiert
werden können, die dann ihrerseits
wieder verschiedenste Gewebearten Genomforschung
hervorbringen können. Ihre Erkennt-
nisse über diese sogenannten indu- In der Genomforschung werden die
zierten pluripotenten Stammzellen Erbanlagen lebender Organismen un-
(iPS-Zellen) gewannen die Forscher tersucht. Hierbei interessiert nicht nur
durch den Einsatz von Mäusen. der genetische Code – also die Abfol-
ge von Nukleinsäurebausteinen in der
Tierversuche in der Stammzellfor- DNS –, sondern vor allem die Funktion
schung ebnen den Weg für neue The- von Genen, da in ihnen der Schlüs-
rapieansätze für derzeit noch nicht sel zum Aufbau des Körpers und zur
heilbare Erkrankungen wie Parkinson, Wechselwirkung zwischen den Orga-
Alzheimer oder Diabetes. In der Krebs- nen liegt. Um diese Wechselwirkun-
therapie tragen Erkenntnisse über die gen in einem komplexen Organismus
Differenzierungsvorgänge der Zellen analysieren zu können, ist es notwen-
dazu bei, die Mechanismen der Bildung dig, anhand von Tierversuchen gezielt
und Teilung von Krebszellen zu ver- Veränderungen im Erbmaterial, dem
stehen. Die medizinische Anwendung Genom, herbeizuführen. Auswirkun-
des Zell- und Gewebeersatzes durch gen im „Phänotyp“ der Tiere − also im
Stammzellen wurde in Tierversuchen Aussehen oder Verhalten, bei Organ-
bereits erprobt. Adulte Stammzellen funktionen oder im Blutbild − ermögli-Henrik Dam, Edward Doisy
30 1943 31
Entdeckung des Vitamin K
Modellsysteme für menschliche Erkran- den − eine ethische Abwägung und und sind für das Einzeltier mit mittle- onsweise des peripheren und zentra-
kungen genutzt werden. Einschätzung der Belastung für die El- ren Belastungen verbunden. Bei den len Nervensystems. Im Mittelpunkt
terntiere und die nachfolgenden Gene- Nachkommen ist der Grad der Belas- steht dabei die Frage, wie Nervenzel-
Um genetische Veränderungen an Tie- rationen. Operative Eingriffe, wie zum tung oft nicht vorhersehbar, sie kann len miteinander kommunizieren und
ren vornehmen zu können, verlangt Beispiel die Übertragung der Eizelle von gering bis hochgradig variieren. wie sie untereinander verschaltet sind,
das deutsche Tierschutzgesetz − un- in Ammenmütter oder die Durchtren- Auch kann die Embryonalentwick- um die hochkomplexe Verarbeitung
abhängig davon, ob diese Tiere durch nung der Samenleiter bei männlichen lung so stark gestört sein, dass es be- von Sinneseindrücken, die Steuerung
technische Manipulation oder einfache Tieren, finden unter Narkose mit an- reits vor der Geburt zum Absterben der und Koordination von Verhaltenswei-
Zucht einer neuen Linie erzeugt wer- schließender Schmerzbehandlung statt Embryonen oder Föten kommt. Die sen und das Denken und Fühlen bes-
Erfahrung hat gezeigt, dass sich gene- ser zu verstehen.
Komplexe wissenschaftliche Fragestellungen wie zum Beispiel Vorgänge im Gehirn lassen sich nur am tisch veränderte Versuchstiere häufig
lebenden und intakten Organismus untersuchen. in ihrem Erscheinungsbild kaum oder Im Jahr 2000 erhielten die Wissen-
gar nicht von den sogenannten Wild- schaftler Eric Kandel, Paul Greengard
typ-Tieren unterscheiden. Offensicht- und Arvid Carlsson den Medizin-No-
lich wird der Ausfall eines Gens durch belpreis für ihre Entdeckungen zur
andere genetische, biochemische oder Signalweiterleitung im Nervensys-
physiologische Prozesse kompensiert, tem von Mäusen, Ratten, Kaninchen,
sodass Abweichungen erst bei einer ge- Meerschweinchen und Meeresschne-
naueren Analyse erkannt werden. cken. Für die Aufklärung von Trans-
portmechanismen innerhalb einer
Seit Kurzem gewinnt auch die Genom- Nervenzelle und deren Bedeutung
forschung mit Schweinen an Bedeutung. für die Signalübertragung zwischen
Es ist mittlerweile möglich, das Genom Nervenzellen wurden 2013 James E.
einer einzelnen Eizelle gezielt zu verän- Rothman, Randy W. Schekman und
dern und so Tiere zu züchten, die zur Er- Thomas C. Südhof mit dem Nobelpreis
forschung der genetischen Grundlagen ausgezeichnet. Sie haben in ihren Ar-
von Erkrankungen, zum Beispiel von de- beiten Ratten, Hamster und gentech-
generativen Muskelerkrankungen, ge- nisch veränderte Mäuse eingesetzt.
nutzt werden. Ein weiteres Forschungs- Für ihre Forschung zur Orientie-
ziel ist, das Immunsystem der Schweine rungsleistung von Säugetieren erhiel-
so zu verändern, dass sie Ersatzorgane ten John O´Keefe und die Eheleute
für den Menschen liefern können. Moser im Jahr 2014 den Nobelpreis
für Medizin und Physiologie. Ihnen
ist es gelungen, die für die Orientie-
Neurowissenschaften rung spezialisierten Gehirnzellen – die
sogenannten Orts- und Gitterzellen
Die Neurowissenschaften beschäftigen – zu identifizieren und deren Interak-
sich mit dem Aufbau und der Funkti- tion nachzuweisen. Die VernetzungJoseph Erlanger, Herbert Gasser Alexander Fleming, Ernst Chain, Howard Florey Hermann Muller Gerty Cori, Carl Cori, Bernardo Houssay
32 1944 Forschung zu differenzierten Funktionen
1945 Entdeckung des Penizillin
1946 Entdeckung der mutagenisierenden
1947 Forschung zum
33
der einzelnen Nervenfasern Wirkung von Röntgenstrahlung Kohlenhydrat-Stoffwechsel
Hygiene im Tierbestand ist oberstes Gebot: Tierpfleger und Wissenschaftler müssen beim Betreten
der Räume Schutzkleidung tragen, um eine mögliche Infektionsgefahr für die Tiere auszuschließen.
der Gitterzellen und deren räumliche rungen und/oder chemische Substan-
Anordnung ähneln einem 3-D-Koor- zen Krankheitsbilder ausgelöst wur-
dinatensystem und ermöglichen die den, die menschlichen Erkrankungen
räumliche und zeitliche Orientierung wie Parkinson, Multipler Sklerose
und Navigation. Diese Untersuchun- oder Schlaganfällen ähnlich sind,
gen erfolgten an Ratten. Weiterfüh- führten zu Verbesserungen des All-
rende Studien belegen vergleichbare gemeinzustands und zum Abklingen
Strukturen des biologischen Orientie- der typischen Symptome. Chipbasier-
rungssystems auch bei anderen Tier- te Retina-Implantate, die Erblindeten
arten wie Mäusen, Fledermäusen, Pri- eine basale Sehfähigkeit ermöglichen,
maten und dem Menschen. oder Cochlea-Implantate für Gehör-
lose beruhen auf wissenschaftlichen
Aktuell wird die Aufklärung der Versuchen mit Hühnern, Kaninchen,
Funktionsweise des Nervensystems Katzen, Schweinen und nicht huma-
und des Gehirns intensiv vorange- nen Primaten. Die Tiefenhirnstimu-
trieben. In Großforschungsprojekten lation kombiniert neurochirurgische
investieren die USA mit dem Brain und elektrophysiologische Ansätze,
Activity Map Project (BRAIN-Initi- die vor allem in nicht humanen Pri-
ative) ebenso wie Europa mit dem matenmodellen entwickelt wurden.
Human Brain Project Milliardenbe- Sie wird heutzutage erfolgreich bei
träge in die Hirnforschung. Erst ein Patientinnen und Patienten mit Par-
tieferes Verständnis über die grundle- kinsonerkrankung und den damit ein-
genden Funktionen der Nervenzellen hergehenden Bewegungsstörungen
erlaubt es, Ursachen für Erkrankun- angewendet.
gen des Nervensystems zu verstehen
und Behandlungsmöglichkeiten für Auch bei der Entwicklung von Pro- tragung embryonaler Stammzellen in Veterinärmedizinische
beispielsweise Schlaganfall, Alzhei- thesen beziehungsweise der Therapie das Rückenmark die Nervenleitung Forschung
mer, Parkinson, Multiple Sklerose, von Lähmungen nutzt man Erkennt- teilweise wiederhergestellt werden.
Epilepsie, Depression, Schizophrenie, nisse aus Tierversuchen. So konnte Allerdings sind die daran beteiligten Die Erkenntnisse aus der tierexperi-
Angststörungen und Querschnittsläh- man zum Beispiel nicht humane Pri- molekularen und zellulären Prozesse mentellen Forschung, die für die Hu-
mung zu entwickeln. maten, deren Gliedmaßen aufgrund noch nicht ausreichend verstanden, manmedizin genutzt werden, kom-
einer Schädigung des Rückenmarks um auf den Menschen übertragen men auch bei der Entwicklung neuer
Eine erhebliche Zahl wichtiger thera- gelähmt waren, durch elektrische Sti- werden zu können. Ähnliches gilt Diagnose- und Behandlungsverfahren
peutischer Ansätze ist auf Erkenntnis- mulation ihrer Rückenmarksnerven für erste hoffnungsvolle Ansätze hin- in der Veterinärmedizin zum Einsatz.
se aus Tierversuchen zurückzuführen: wieder in die Lage versetzen, ihre sichtlich einer möglichen Stammzell- Bestimmte Erkrankungen treten so-
Transplantationen von Stammzellen Hand zu bewegen und Gegenstän- therapie, bei der gezielt Stammzellen wohl im Tier als auch im Menschen
in das Gehirn von Mäusen, in denen de zu greifen. Bei Ratten mit Quer- in betroffene Hirnareale transplan- auf. Hierunter fallen die Arterioskle-
zuvor durch gentechnische Verände- schnittslähmung konnte durch Über- tiert werden. rose und die angeborene FehlbildungSie können auch lesen
