REUTLINGEN. Studierende der Biomedizinischen Wissenschaften planen und realisieren im BioMED-Projektlernlabor an der Fakultät Angewandte Chemie selbstständig ihre Forschungsprojekte. Sie beschäftigen sich unter anderem mit »Organ-on-a-chip«-Methoden, der Simulation von Organen als Zellkultur auf einem Chip. Dieser Ansatz hilft, Tierversuche in der Forschung zu vermeiden.
Das Tierwohl ist im deutschen Tierschutzgesetz bereits fest verankert, dennoch gibt es immer noch eine große Zahl von Tierversuchen in der biologischen oder medizinischen Forschung und Entwicklung. Das 3R-Netzwerk Baden-Württemberg bietet einen Weg zu alternativen Methoden. 3R leitet sich aus dem Englischen »Replacement – Reduction – Refinement« ab und bedeutet die Vermeidung, Verringerung oder Verbesserung von Tierversuchen.
Das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg fördert das 3R-Netzwerk landesweit an verschiedenen Standorten. Im Bereich Aus- und Weiterbildung wird das Projektlernlabor BioMED der Hochschule Reutlingen unterstützt.
Lehrfilme im Internet
Das Lernlabor von Prof. Dr. Ralf Kemkemer hat das Ziel, praxisnahe biomedizinische Forschung und Lehre auch im Bezug zum Thema 3R weiter voranzubringen. In interdisziplinären und internationalen Teams führen Bachelor-Studierende der Biomedizinischen Wissenschaften in einem Semester ein Forschungsprojekt durch und erlangen so wichtige anwendungsorientierte Kompetenzen. Ihre Ergebnisse stellen die Teams als kurze animierte Lehrfilme auf dem YouTube-Kanal des Labors online.
In einem beispielhaften Forschungsprojekt beschäftigte sich ein Studierendenteam mit einer 3D-Bioprinting-Methode zur Konstruktion eines »Leber-on-a-chip-Systems«. Dazu wurden lebende Zellen zu winzigen gelartigen Kügelchen zusammengefügt, die wiederum als »Bausteine des Organs« auf den Chip aufgebracht wurden, um mit Nährflüssigkeiten versorgt zu werden. So konnten beispielsweise pharmazeutische Wirkstoffe und ihre Auswirkungen auf die Leberzellen untersucht werden.
Nach üblicher Methode werden die Wirkstoffe zu zweidimensionalen Kulturen menschlicher Leberzellen hinzugefügt. Dies entspricht allerdings nur bedingt den Gegebenheiten in der menschlichen Leber, weshalb die Medikamente nachträglich an Labortieren getestet werden. Die damit verbundenen Nachteile sind neben den ethischen Aspekten hohe Kosten und die oft fragwürdige Übertragbarkeit der Ergebnisse auf den Menschen. Aus diesen Gründen sind biologische dreidimensionale Labor-Testsysteme sinnvoll, um zukünftige Arzneimittel adäquat zu bewerten oder biomedizinische Forschungen durchzuführen.
Neuartige »Organ-on-a-chip-Systeme« und 3D-Druck-Methoden stellen hierbei zukunftsweisende Werkzeuge dar, die die Studierenden im BioMED-Projektlernlabor aktiv anwenden. Im Beispielprojekt wurden neben Leberzellen auch andere Zelltypen in eine dreidimensionale Umgebung aus Hydrogelen eingebettet. Durch das Zuführen weiterer Substanzen ließ sich die mögliche Toxizität der Stoffe auf die Leberzellen ermitteln.
»Letztendlich erlernen Studierende anwendungsnah verschiedene Aspekte der 3R-Prinzipien bis hin zur Entwicklung und Fertigung von Organ-on-a-Chip-Systemen. Die können helfen, Tierversuche langfristig zu vermeiden«, so die Labor-Ingenieurin Kiriaki Athanasopulu. (GEA)
Link zum Film: https://youtu.be/ClIgVsS52d4