Biochip statt Tierversuch

Der gläserne Objektträger mit kleinen Hohlräumen, Sensoren, Zu- und Abflüssen ähnelt nicht einmal entfernt einem Organ wie Darm oder Leber – trotzdem lassen sich mit Hilfe eines solchen Biochips wichtige Funktionen beider Organe und sogar deren Kommunikation miteinander nachbilden.

Dr. Alexander Mosig, Dr. Knut Rennert vom Universitätsklinikum Jena und Prof. Dr. Stefan Lorkowski von der Universität Jena entwickeln diese spezifischen Organbiochips, um für biomedizinische Fragestellungen Zell- und Stoffwechselprozesse genau untersuchen zu können, zum Beispiel das Versagen der Leber im Verlauf einer Sepsis. Damit fanden die Wissenschaftler eine Alternative zu den bislang für diese Untersuchungen notwendigen Tierversuchen und werden dafür mit dem Thüringer Tierschutzpreis 2014 ausgezeichnet.

„Unsere Organbiochips übernehmen eine Brückenfunktion zwischen Zellkulturversuchen und konventionellen klinischen in-vivo-Studien“, so Alexander Mosig. In mehreren Entwicklungsprojekten, unter anderem mit Förderung der Thüringer Aufbaubank, des Bundesinstituts für Risikobewertung und des Bundesministeriums für Bildung und Forschung im Integrierten Forschungs- und Behandlungszentrum für Sepsis und Sepsisfolgen, kombinierte der Zellbiologe für die Organmodelle Konzepte des Tissue-Engineerings, der Mikrosystem-Technik und zellbiologischer Analysetechniken.

Das Herzstück der Chips sind Membranen mit funktionellen Schichten menschlicher Zellen, die über ein Mikroflusssystem versorgt werden. So gelingt es, Nachbildungen künstlicher Blutgefäßstrukturen, des Darms und der Leber unter Berücksichtigung der Funktion zirkulierender Immunzellen in einer künstlichen Darm-Leber-Achse miteinander zu verbinden – als Biochip auf einem Objektträger.

Neben der ethischen Problematik von Tierversuchen weist der Organbiochip einen weiteren Vorteil auf: „Wir arbeiten hier mit menschlichen Zellen und Gewebemodellen, so dass die Aussagekraft der Versuche viel größer ist als bei Versuchen mit Nagetieren, die eine gewisse evolutionäre Distanz zum Menschen besitzen und damit eine teilweise grundlegend andere Physiologie“, betont Alexander Mosig. Auch in anderen Forschungsfeldern, wie der Entwicklung neuer Wirkstoffe und Therapieansätze oder in der toxikologischen Gefahrstofftestung, sieht der Wissenschaftler die Möglichkeit, mit Organbiochips einen Beitrag zur Reduktion und Vermeidung von Tierversuchen zu leisten.

Ansprechpartner:
Dr. Alexander Mosig
Institut f. Biochemie II u. Zentrum für Sepsis und Sepsisfolgen CSCC, Universitätsklinikum Jena
Tel.: 03641-934813
E-Mail: Alexander.Mosig[at]med.uni-jena.de