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Mit Leber-on-a-Chip Menschenleben retten und Geld sparen

Autor: Dr. Dilyana Filipova

Studie: Tierversuchsfreie Methode viel effektiver als Tierversuche

In der bisher größten Organ-Chip-Studie testeten Forscher eine Reihe von 27 bekannten leberschädigenden und nicht-toxischen Medikamenten mit 780 menschlichen Leber-on-a-Chip-Modellen. Der Leber-Chip konnte 87% der getesteten toxischen Medikamente, die bei Patienten trotz erfolgreicher Tierversuche eine Leberschädigung verursacht haben, korrekt identifizieren. Die Forscher schätzen, dass die Verwendung des Leber-Chips in der Medikamentenentwicklung 3 Milliarden US Dollar pro Jahr einsparen kann und mehr als 24 Milliarden US-Dollar, wenn er mit anderen Organ-Chips kombiniert wird. Diese Daten beweisen einmal mehr, wie viel besser die modernen menschenbasierten Systeme gegenüber Tierversuchen sind.

Obwohl alle Medikamentenkandidaten sich als unbedenklich in eine Palette von Tierversuchen beweisen müssen, bevor sie an menschlichen Probanden und Patienten in den klinischen Studien erprobt werden, versagen viele Substanzen in den Studien mit Menschen, weil sie unerwartete und hochgradige Nebenwirkungen verursachen. In etwa 13% dieser Fälle handelt es sich um eine Leberschädigung, die zu Patientenschäden und zum Scheitern der Medikamente führt.

In einer kürzlich veröffentlichten wissenschaftlichen Studie, an der 30 Wissenschaftler beteiligt waren, wurden 780 menschliche Leber-Chips von der US-amerikanischen Firma Emulate verwendet, um ihre Eignung als Modelle für die Vorhersage der Leberschädigung durch Medikamente zu untersuchen (1). Die Chips wurden mit Leberzellen von zwei menschlichen Spendern hergestellt. Die Wissenschaftler haben insgesamt 27 leberschädigende und verträgliche Medikamente mittels Leber-Chips untersucht und konnten 13 von 15 toxischen Substanzen korrekt identifizieren, d.h. die Sensitivität der Chips war 87%. Alle 15 Wirkstoffe wurden in früheren Tierversuchen fälschlich als unbedenklich getestet und erst nach Prüfungen in Menschen als leberschädigend erkannt.

Alle verträglichen Medikamente wurden mit den Leber-Chips richtig als nicht toxisch bestimmt, d.h. die Spezifität des Systems lag bei 100%. Die Wissenschaftler schätzen, dass wenn die Leber-Chips für die Analyse möglicher Leberschädigung in der Medikamentenentwicklung verwendet werden, würden ca. 10,4% weniger toxische Medikamentenkandidaten in die klinischen Studien mit Menschen kommen. Dank solcher Prozessoptimierung würde dieser Einsatz allein Pharmaunternehmen 3 Milliarden US Dollar jährlich sparen. Wenn solche Organchips auch für die Vorhersage der Nebenwirkungen an Herz, Darm, Nerven und Immunsystem verwendet werden würden, könnte man sogar mehr als 24 Milliarden US Dollar pro Jahr sparen.

Diese Studie ist der neueste Beweis dafür, dass die fortgeschrittenen, humanbasierten Methoden viel genauer und zuverlässiger sind als Tierversuche. Daher muss das veraltete System, das sich auf Tierdaten stützt, dringend geändert und stattdessen auf die Entwicklung und Anwendung tierversuchsfreier Testmethoden gesetzt werden, um sicherere und Medikamente herzustellen.

Dr. rer. nat. Dilyana Filipova

Quelle:

1. Ewart L et al. Qualifying a human Liver-Chip for predictive toxicology: Performance assessment and economic implications. bioRxiv 2021; doi: 10.1101/2021.12.14.472674:2021.12.14.472674

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