Schwangerschaft ETH entwickelt genaueren Toxizitätstest zum Schutz von Embryonen

An der ETH Zürich ist ein Sicherheitstest für Substanzen so weiterentwickelt worden, dass er das Risiko einer indirekten Schädigung eines Embryos schon in einer frühen Phase der Medikamenten-Entwicklung erfasst. Das hilft, Tierversuche zu reduzieren.

Neue Medikamente werden in einer frühen Phase ihrer Entwicklung in der Petrischale auf ihre Schädlichkeit für embryonale Stammzellen aus Zelllinien von Mäusen getestet. Diese bisherigen Zellkulturtests seien freilich eine «starke Vereinfachung dessen, was sich im (menschlichen) Mutterleib abspielt», heisst es in einer Mitteilung der ETH Zürich vom Mittwoch.

Denn das Standardverfahren berücksichtige die Einwirkungen der Substanzen auf die Plazenta nicht. «Schon die geringste Störung der Plazentafunktion kann eine schwerwiegende Beeinträchtigung des Wohlergehens des Embryos zur Folge haben», heisst es in einer ETH-Studie, die in der Fachpublikation «Advanced Biology» veröffentlicht worden ist.

Der am Departement für Biosysteme der ETH Zürich in Basel entwickelte neue Test schaltet – vereinfacht ausgedrückt – eine Plazentaschranke zwischen das mit der Testsubstanz angereicherte mütterliche Blut und die embryonalen Zellen.

Ferngesteuerte Schädigung

Die Forschenden entwickelten einen Chip mit mehreren Kompartimenten, die durch winzige Kanäle miteinander verbunden sind. Darauf kombinierten sie jeweils aus Zelllinien gewonnene menschliche Plazentazellen mit kleinen Gewebekügelchen aus embryonalen Stammzellen von Mäusen (Embryoid Bodies), welche die frühe Embryonalentwicklung widerspiegeln.

Zu testende Substanzen erreichen darauf zunächst eine Schicht Plazentazellen, müssen diese durchdringen und gelangen erst anschliessend zu den Embryonalzellen – ähnlich wie dies auch im Mutterleib der Fall ist.

Die Nagelprobe wurde mit Mikropartikeln gemacht. Direkt in Kontakt gebracht mit den Embryonalzellen, schadeten die Mikropartikel den Embryo-Zellkügelchen nicht. Im neuen Verfahren blieben sie zwar in der Plazentaschranke hängen, schwächten die Embryonalzellen aber dennoch durch ihre Einwirkung auf die Plazenta.

Früherkennung heisst weniger Tierversuche

In einem nächsten Schritt wollen die Forschenden die verwendeten embryonalen Mäusezellen durch menschliche ersetzen. Ziel ist ein Test, den auch die Pharmaindustrie einfach anwenden kann.

Indem embryoschädigende Stoffe bei der Entwicklung von Medikamenten frühzeitig erkannt und ausgeschlossen werden können, müssen anschliessend weniger Stoffe in Tierversuchen getestet werden. Dies hilft, die Zahl an Tierversuchen zu reduzieren.