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EU

Wissenschaftliche Testmethoden statt REACH-Tierversuche

Tierversuche als Unsicherheitsfaktor

Mit der REACH-Verordnung hat die EU die Chance verpasst, zumindest im Bereich der Chemikalienprüfung komplett auf tierversuchsfreie Methoden umzusteigen und so dem Tierversuch endlich den Rücken zu kehren.

Durch REACH sollen Mensch und Umwelt vor schädlichen Chemikalien geschützt werden. Doch Tierversuche sind dafür vollkommen ungeeignet. Gerade im Bereich der Giftigkeitsprüfungen zeigen sich immer wieder die gravierenden Unterschiede zwischen Mensch und Versuchstier. Was für den Mensch giftig ist oder Missbildungen hervorruft, kann für die Ratte harmlos sein und umgekehrt. Die Vorstellung, dass eine Tierart als biologisches Modell für eine andere dienen soll, ist geradezu absurd. Jede Tierart ist einzigartig bezüglich Anatomie, Physiologie und Stoffwechsel (Metabolismus) das heißt auch die biologische Reaktion auf Schadstoffe ist speziesspezifisch, also nur für eine Art charakteristisch. Da neben der biologischen Reaktion auch noch andere Faktoren, wie Haltung, Nahrung, Konstitution usw., eine wichtige Rolle spielen, sind Ergebnisse aus einem Tierversuch nicht nur für die eine Tierart, sondern strenggenommen sogar nur für die betroffenen Individuen gültig.

Diese Tatsache, dass Tierversuche gerade im toxikologischen Bereich besonders unzuverlässig sind, ist auch den in diesem Bereich tätigen Wissenschaftlern bekannt. Der Grund für die Beibehaltung des Tierversuchs ist denn auch nicht sein wissenschaftlicher Wert, sondern die jahrzehntelange Etablierung dieser Methode in der Wissenschaftswelt.

Wissenschaftliche Testmethoden

Das berechtigte Interesse der Menschen, vor schädlichen Chemikalien geschützt zu werden, kann nicht durch noch mehr Tierversuche gelöst werden. Über viele Chemikalien, die seit über 20 Jahren auf dem Markt sind, liegen bereits zahlreiche, am Menschen gewonnene Daten vor. Dieses bereits vorhandene Wissen muss zunächst ausgewertet werden. Für weitere Informationen steht eine Vielzahl tierversuchsfreier Testmethoden zur Verfügung, die nicht nur sinnvolle, für den Menschen relevante Ergebnisse liefern, sondern zudem noch viel billiger und vor allem auch schneller sind. Beispielsweise dauert der übliche Tierversuch zur Feststellung krebserregender Eigenschaften einer Substanz drei bis fünf Jahre. Der tierversuchsfreie SHE-Test hingegen liefert verlässliche Resultate schon nach wenigen Wochen.

Diese neuen, so genannten In-vitro-Systeme (in vitro = im Reagenzglas) werden noch nicht eingesetzt, weil sie zunächst validiert werden müssen. Bei der Validierung werden die Ergebnisse der In-vitro-Tests in langwierigen Studien mit den Ergebnissen aus bekannten Tierversuchen verglichen. Nur wenn beide übereinstimmen, wird eine tierversuchsfreie Methode behördlich anerkannt und nach einem weiteren langwierigen Vorgehen in die gesetzlichen Bestimmungen aufgenommen. Mit anderen Worten: Die Qualität neuer, sinnvoller Testsysteme wird an einer schlechten, veralteten Methode, die selbst nie validiert wurde, gemessen. Es ist kein Wunder, dass bei diesem Vorgehen bislang nur einige wenige In-vitro-Methoden in die Gesetze aufgenommen wurden. Einzige Ausnahme war der 3T3-NRU-Test zur Bestimmung der Phototoxizität (hautschädigende Wirkung bei Sonnenlichteinstrahlung). Die Vergleiche zwischen Tierversuchsergebnisse und am Menschen gewonnenen Daten waren so extrem schlecht, dass der tierversuchsfreie Test nicht, wie üblich, am Tierversuch gemessen wurde, sondern an Menschendaten.

Die REACH-Tierversuche

Im Folgenden werden einige der häufigsten REACH-Tierversuche kurz beschreiben und die möglichen tierversuchsfreien Systeme vorgestellt.

1. Augenschleimhauttest (Draize-Test)

Test: Mindestens drei Kaninchen pro Chemikalie wird die Testsubstanz direkt in ein Auge geträufelt. Es kommt zu Entzündungen oder Verätzungen. Bis zu 21 Tage später wird der Grad der Schädigung abgelesen.

Tierversuchsfreie Verfahren: Beim HET-CAM-Test wird die Substanz auf die direkt unter der Schale eines bebrüteten Hühnereis liegende Aderhaut geträufelt. Die Reaktion der Aderhaut wird beobachtet. Darüber hinaus können Ergebnisse aus dem Hautverträglichkeitstest herangezogen werden, da Substanzen, die auf der Haut reizend wirken, auch für die Schleimhaut schädigend sind.

2. Hautverträglichkeitstest

Test: Bei mindestens drei Kaninchen pro Substanz wird diese auf die geschorene Haut aufgetragen. Schwellung, Entzündung und Verätzung sind die Folge. Nach vier Stunden werden die Veränderungen auf der Haut beurteilt.

Tierversuchsfreie Verfahren: Zwei bereits validierte Verfahren arbeiten mit Hautzellkulturen von Mensch (Episkin) oder Ratte (TER).

3. Hautallergietest

Test: Zwischen 17 und 30 Meerschweinchen wird die Testsubstanz in die Haut gespritzt oder auf die geschorene Haut aufgetragen. Es kommt zu Schwellung, Entzündung und Abschilfern der Haut.

Tierversuchsfreie Verfahren: Mehrere Testverfahren wurden entwickelt. Bei einem besonders vielversprechenden Test werden menschliche Hautproben verwendet. In diesen werden Aktivitäten und Bewegungen der so genannten Langerhans-Zellen beobachtet, die bei der Allergieauslösung eine wichtige Rolle spielen.

4. Akute Giftigkeit

Test: Etwa 15 bis 30 Ratten wird die Testsubstanz mit einer Schlundsonde in den Magen verabreicht. Bei gasförmigen Substanzen müssen die Tiere diese einatmen. Es kommt zu Vergiftungserscheinungen: Speicheln, Atemnot, Krämpfe, Blutungen aus Augen und Nase, Zittern, Durchfall, Koma oder Tod. Die Tiere werden 14 Tage beobachtet und dann getötet, wenn sie nicht schon vorher an den Folgen der Vergiftung gestorben sind.

Tierversuchsfreie Verfahren: Mit Hilfe von Computerprogrammen können anhand der chemischen Struktur einer Substanz wichtige Informationen über Aufnahme in den Körper, Stoffwechsel, Verteilung im Körper und Ausscheidung gewonnen werden. Auf der Basis von Zellkulturen kann die Zytotoxizität (Zellgiftigkeit) festgestellt und so die potenzielle Schädlichkeit einer Chemikalie vorausgesagt werden. Für weitere Informationen können spezifische Zellkulturen von Leber, Niere, Herz, Nerven oder Gefäßen verwendet werden.

5. Giftigkeit bei wiederholter Dosierung

Test: Es werden 40-80 Ratten und/oder 32 Hunde verwendet. Versuch und Symptome sind dem Test auf akute Giftigkeit ähnlich, nur wird den Tieren die Substanz täglich über einen Zeitraum von 28-90 Tagen verabreicht. Anschließend werden die überlebenden Tiere getötet.
Tierversuchsfreie Verfahren: Siehe »Akute Giftigkeit«.

6. Erbgutverändernde Eigenschaften (Mutagenität)

Test: Mindestens 40 Ratten, Mäusen oder Hamstern wird der Teststoff oral eingegeben oder in die Bauchhöhle gespritzt. Bei einer Kontrollgruppe wird eine harmlose Substanz verabreicht und bei einer zweiten Kontrollgruppe eine Substanz mit bekanntem mutagenen Potenzial gegeben. Nach spätestens 48 Stunden werden die Tiere getötet und ihre Zellen auf Erbgutschäden untersucht.

Tierversuchsfreie Verfahren: Mit Hilfe von Computerprogrammen können potenziell erbgutverändernde Stoffe identifiziert werden. Bereits seit vielen Jahren erfolgreich im Einsatz ist der Ames-Test, ein Verfahren, das mit Bakterien arbeitet. Auch an Säugetierzellkulturen lassen sich Erbgutveränderungen feststellen.

7. Krebserregende Eigenschaften (Kanzerogenität)

Test: Mindestens 400 sehr jungen Ratten oder Mäusen wird die Testsubstanz oral eingegeben, mitunter auch auf die Haut aufgetragen. Die Tiere leiden unter Gewichtsverlust, Lethargie, Unwohlsein, Tumoren bis hin zum Tod. Dieser Test kann bis zu fünf Jahre dauern. Überlebende Tiere werden getötet und auf krankhafte Veränderungen der Organe untersucht.
Tierversuchsfreie Verfahren: Viele krebserregende Stoffe können schon mittels Computermodellen oder anhand der Tatsache, dass erbgutverändernde Stoffe auch oft krebserregend wirken, identifiziert werden. Beim SHE-Test werden Syrische Hamster-Embryozellen verwendet, die sich bei Zugabe von karzinogenen Chemikalien ungewöhnlich verhalten. Dieser Test dauert nur wenige Wochen.

8. Chronische Giftigkeit

Test: Es werden 160 Ratten und oft zusätzlich 32 Hunde verwendet. Die Tiere erhalten den Teststoff über einen Zeitraum von 1 bis 2 Jahren mehrfach verabreicht, entweder über eine Schlundsonde direkt in den Magen oder durch Inhalation. Typische Symptome sind: Appetitverlust, Aggression, Ruhelosigkeit, Muskelschwäche, Speicheln, Erbrechen (Hunde), Zittern, blutiger Durchfall, Koma und oftmals der Tod. Am Ende der Experimente werden die Tiere getötet und auf Veränderungen untersucht.

Tierversuchsfreie Verfahren: Computermodelle geben Hinweise auf potenziell giftige Stoffe. Mittels verschiedener Zellkultursysteme kann eine unspezifische Giftigkeit von Chemikalien aufgedeckt werden. Mit spezifischen Zellkulturen von Leber, Niere, Nerven und Blutgefäßen, können mögliche Schäden an diesen Organen festgestellt werden.

9. Missbildende Eigenschaften (Teratogenität)

Test: Mindestens 80 trächtigen Ratten oder 48 trächtigen Kaninchen wird die Chemikalie mit einer Schlundsonde eingeben. Bei den trächtigen Tieren kommt es zu Gewichts- und Appetitverlust, Nasenausfluss, Haarausfall, Durchfall, Austrocknung und eventuell Tod. Noch vor der Geburt werden die Mütter getötet, um die Embryos zu untersuchen.

Tierversuchsfreie Verfahren: Es gibt zahlreiche In-vitro-Methoden, von denen sich drei Verfahren derzeit im Stadium der Validierung befinden. Eines von ihnen ist der Embryo-Stammzell-Test (EST), bei dem eine Zugabe von schädlichen Chemikalien die Weiterentwicklung der Embryozellen verhindert.

10. Reproduktionstoxizität

Test: Es werden etwa 100 weibliche Ratten, davon 80 trächtige, und 40 männliche Ratten verwendet. Um festzustellen, welche Wirkung eine Chemikalie auf die Fortpflanzung hat, wird sie den Tieren vor und/oder nach der Paarung verabreicht. Die Symptome sind ähnlich der unter »Teratogenität« genannten.

Tierversuchsfreie Verfahren: Eine Vielzahl von Reagenzglastests wurde bereits entwickelt. Die meisten basieren auf Kulturen mit menschlichen oder tierischen Hoden- und Eierstockzellen.

11. Toxikokinetik

Test: Mindestens 8 Ratten und 8 Hunden wird die Substanz oral eingegeben, auf die Haut aufgetragen oder durch Inhalation verabreicht. Es soll festgestellt werden, wie sich der Stoff im Körper verteilt, in welchen Organen er sich ansammelt und wie er ausgeschieden wird. Dazu werden Tiere zu bestimmten Zeitpunkten nach Verabreichung getötet, um ihre Organe zu untersuchen. Die Symptome ähneln denen anderer Giftigkeitsprüfungen: Appetitverlust, Nasenausfluss, Haarausfall, Durchfall, Austrocknung, Erbrechen (Hunde).

Tierversuchsfreie Verfahren: Der Stoffwechsel von Chemikalien kann anhand von menschlichen Leber- und Darmzellkulturen nachvollzogen werden. Toxikokinetische Modelle lassen sich auch am Computer darstellen.

Quellen

G. Langley: The Way Forward, report compiled for the British Union for the Abolition of Vivisection (BUAV), 2001
Testing requirements for proposals under the EC white paper »Strategy for a future chemicals policy«, Institute for Environment and Health, July 2001

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