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Tests an Hunden und Alternativen

Seit dem Jahr 2000 schwankt die Zahl der in Tierversuchen verwendeten Hunde zwischen etwa 5.300 und 3.800 Tieren pro Jahr. Nach der Tierversuchsstatistik 2009 des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz wurden drei Viertel der Hunde zu toxikologischen Prüfungen oder für die Erforschung und Entwicklung von medizinischen Produkten und Geräten eingesetzt. Wir beschreiben einige Versuche, zeigen aber auch auf, wie diese in Zukunft ersetzt werden könnten.

Der Hund in der dentalen Forschung
Wissenschaftler forschen an Therapiemöglichkeiten, um das Fortschreiten der Erkrankung des Zahnhalteapparates zu verhindern. Hierfür werden oft Hunde, vor allem Beagles und Foxhounds, eingesetzt. Aufgrund der weiten Fangöffnung sind zahnmedizinische Untersuchungen am Hund für den Forscher bequem. Der Hund lässt sich zudem an die klinische Untersuchung der Maulhöhle oder die Mundhygiene problemlos gewöhnen. In einem Versuch wurde z. B. der Knochenaufbau der Kiefer von Mischlingshunden mit zwei verschiedenen Implantat- und Befestigungssystemen miteinander verglichen. Dafür wurde drei Monate nachdem den Versuchshunden die Zähne gezogen worden waren, Schraubenimplantate mit unterschiedlichen Stütz- und Befestigungssystemen auf je einer Kieferseite eingesetzt. Nach geraumer Zeit wurde das Wuchsverhalten der Knochen untersucht. In einem anderen Versuch wurden die Auswirkungen der Materialeigenschaften von Zirkonium- und Titanimplantate miteinander verglichen.

Übertragbarkeit fragwürdig
Die Hunde leiden während der Versuchsdauer unter großen Schmerzen durch Entzündungen und Wundheilungsstörungen. Nach dem Ende der Versuche werden sie getötet. Die Übertragbarkeit der Ergebnisse dieser Versuche auf den Menschen ist fragwürdig, u.a. unterscheiden sich Speichelzusammensetzung, Säurewert und Speichelmenge des Hundes von dem des Menschen. Auch der Kauvorgang und dadurch die Kieferbelastung sind anders als beim Menschen.

Dentale Forschung auf Zellbasis
Während diese qualvollen Versuche immer noch stattfinden, forscht z. B. die Poliklinik für Zahnerhaltung und Parodontologie der Universität Regensburg an in vitro-Methoden für Zahnimplantate und andere dentale Werkstoffe. Um die Wechselwirkung zwischen zahnärztlichen Werkstoffen und den Mundgeweben auf die Gefahr einer Gewebeschädigung zu untersuchen, setzen die Wissenschaftler hier auf in vitro-Methoden mit verschiedenen Zelllinien, auch menschlichen. Die Regensburger forschen zudem an bakterienabweisenden Beschichtungen für dentale Werkstoffe. Forschungsschwerpunkt sind Füllstoffe (Inlays).

Giftigkeitstests an Hunden
Die Prüfung auf toxische (giftige) Eigenschaften von Produkten und Stoffen ist gesetzlich vorgeschrieben. Diese Prüfungen müssen sowohl an Nagetieren, Maus oder Ratte, als auch an einem „Nicht‐Nager“ durchgeführt werden (z. B. nach OECD Guideline Nr. 409, 452). Hier werden meist Beagles eingesetzt und die zu testenden Substanzen über das Maul verabreicht. Bei den Giftigkeitsprüfungen werden hauptsächlich 14- oder 28-Tage dauernde Studien mit Hunden durchgeführt. Hunde werden auch für die 90 Tage dauernden subchronischen Tests und bis zu 12 Monate dauernden chronischen Tests eingesetzt.

Einsatz von Hunden wird kritisch gesehen
Inzwischen arbeiten Vertreter der Industrie und Organisationen, die sich explizit für den Ersatz von Tierversuchen einsetzen, gemeinsam daran, den Einsatz von Hunden in Toxizitätstests zu überprüfen und zu reduzieren. Überhaupt wird der Einsatz von Hunden unter Toxikologen kritisch gesehen, so werden Tests auf bestimmte hormonwirksame Komponenten am Hund als übersensibel eingeschätzt. Auch die 12‐Monate‐Studie an Hunden wird derzeit hinterfragt. Es besteht Grund zur Hoffnung, dass die Prüfrichtlinien so geändert werden, dass zumindest übergangsweise weniger Giftigkeitsprüfungen an Hunden vorgenommen werden.

In vitro- und Computermodelle statt Hunde
Parallel dazu müssen andere Testmethoden in der Toxikologie wie z. B. in vitro‐ und Computer-modelle ausschöpfend genutzt bzw. weiterentwickelt werden. Dies gilt auch für Daten aus klinischen Prüfungen sowie Erfahrungswerte aus Vergiftungsfällen beim Menschen. Die Notwendigkeit verbesserter Datenarchivierung und Datenauswertungen wird in Bezug auf Einsparungsbemühungen von Hunden in der gesetzlich vorgeschriebenen toxikologischen Arzneimittelprüfung gesehen. Zudem sind inzwischen dank der Weiterentwicklungen auf dem Gebiet der Zellkulturforschung z. B. sogenannte Hochdurchsatz‐Messungen in vitro möglich geworden. Mit dieser Technologie können große Mengen von Substanzen automatisiert parallel in vitro getestet werden. Die pharmazeutische Industrie wendet Hochdurchsatz-Messungen schon längere Zeit zur Wirkstoffselektion an, und viele Pharma‐Firmen verfügen über große sogenannte Substanzbanken. Projekte in Europa (InViTech‐Programm) und auch in den USA (ToxCast‐Programm) erstellen nun endlich auch für die Toxikologie solche Banken mit wichtigen Vorinformationen zur Risikoabschätzung von Stoffen, die wiederum zur Einsparung von „Versuchstieren“ dienen können. Nicht zuletzt angestoßen durch die neue EU‐Chemikalienverordnung REACH gibt es vielversprechende Entwicklungen auf verschiedenen Gebieten der Ersatzmethodenforschung. Eine effiziente Nutzung neuer Technologien und Strategien ist nun ebenso gefordert wie die reibungslose behördliche Bearbeitung von Anerkennungsverfahren für neue Tierversuchsersatzverfahren in der Toxikologie.

Ersatzverfahren für Giftigkeitsprüfungen
Für einige toxikologische Versuche gibt es mittlerweile Ersatzverfahren, von denen manche bereits wissenschaftlich anerkannt (validiert) sind, das behördliche Anerkennungsverfahren aber noch nicht durchlaufen haben. Sie werden meist in Vorversuchen (screening) eingesetzt. Damit werden die Tierversuche zumindest reduziert.
Im Rahmen verschiedener Giftigkeitsprüfungen von Chemikalien können inzwischen für bestimmte Fragestellungen Rinderspermien in akuten Toxizitätstests verwendet werden. Der Test ist schnell, billig, empfindlich und reproduzierbar. Er hat allerdings nur eine begrenzte Aussagekraft und kann daher nur in Kombination mit anderen in vitro-Verfahren verwendet werden. Aerogene Substanzen – also Stoffe in der Luft – lassen sich mittlerweile an menschlichen Zellen testen, die z. B. bei der Entfernung von Nasenpolypen gewonnen werden. Der Test wird von europäischen Behörden empfohlen. Die Frage der Übertragbarkeit stellt sich hier gar nicht, da Gewebe vom Menschen verwendet wird. Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung von sogenannten Lungenschnitten. Große Konzerne wie BASF nutzen in der Inhalationstoxikologie bereits humane Lungenmodelle.
Zur Bestimmung der akuten Toxizität (LD50-Test) könnte auch ein Hefe-Test durchgeführt werden. Man macht sich hier zunutze, dass das Zellwachstum von Bier- oder Bäckerhefe durch Zugabe giftiger Substanzen gehemmt wird. Nach Testdurchführung zählt man die überlebenden Zellen.

Es gibt demnach Ansätze zu Alternativen, die jedoch weiterentwickelt, auf bestimmte Fragestellungen zugeschnitten und vor allem auch finanziell gefördert werden müssen.

Dr. Christiane Hohensee und Dr. Cristeta Brause

aus Magazin tierrechte 3.11, August 2011 

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