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EU-Projekt Detective: Biomarkern zur Toxizitätsprüfung auf der Spur

Toxizitätsuntersuchungen im Rahmen der Entwicklung neuer Chemikalien und Kosmetika erfordern innovative Analysemethoden als Alternative zu den bisher üblichen Tierversuchen. Seit Jänner dieses Jahres sind ao.Univ.-Prof. Walter Pfaller, PD Paul Jennings und Dr.in Anja Wilmes von der Sektion für Physiologie, Arbeitsgruppe Nierenphysiologie, maßgeblich am EU-Projekt "Detective" beteiligt, das auf die Identifizierung neuer Biomarker abzielt, welche die chronisch toxische Wirkung bei Langzeit Gabe in vitro anzeigen.

Die Toxizität bei wiederholter Gabe gibt Auskunft über die schädigenden Wirkungen, die bei Versuchstieren als Ergebnis wiederholter täglicher Verabreichung einer chemischen Substanz auftreten. Bis heute basiert die Vorhersage der chronischen Toxizität von Medikamenten und Chemikalien meist auf Tierversuchen. Die Reduktion von Tierversuchen, vor allem in den besonders aufwendigen chronischen Toxizitätsstudien, durch die Erforschung neuer alternativer Methoden ist ein erklärtes Ziel der europäischen Forschungspolitik in Zusammenarbeit mit der Kosmetikindustrie (COLIPA).

Auf der Basis einer integrierten innovativen Forschungsstrategie zur langfristigen Reduzierung von Tierversuchen zielt das im 7. EU-Rahmenprogramm seit Jänner laufende Forschungsprojekt Detective auf die Entwicklung von Toxizitätsbiomarkern in humanen Zellkulturen ab. Prof. Pfaller und Dr. Jennings ist es bereits in den abgeschlossenen und laufenden EU-Projekten Predictomics, Carcinogenomics und Predict IV mittels in vitro Methoden gelungen, Wirkungen und Nebenwirkungen bestimmter Pharmaka und Chemikalien an Leber- und Nieren-Zellkulturen im Labor zu testen. „Die neuen Tests mit Zellkulturmodellen sind schneller, billiger und verläßlicher“, erklärt Prof. Pfaller.

Auf der Suche nach Biomarkern

In einer ersten Phase des bis 2016 laufenden Projekts sollen in Hinblick auf die industrielle Nutzung von automatisierten high throughput Systemen grundlegende Fragen der Toxizität bei wiederholter Gabe, wie Robustheit der Messungen, untersucht werden. Die anschließende innovative Biomarker-Identifizierung stützt sich dabei auf die Integration verschiedener „omics“-Techniken: Transcriptomics, Proteomics, Metabolomics und epigenetische Methoden. „In diesem Projekt wird ausschließlich mit menschlichen Zellkulturen (in vitro) gearbeitet. Es kommen verschiedene Zellkulturen dreier repräsentativer Organe zur Verwendung: der Leber, des Herzen und der Niere. Unser Beitrag zu dem Projekt ist die Arbeit mit Nierenzellen - human proximal tubular cells -, die mit verschiedenen Toxinen behandelt werden“, erklärt Studienmitarbeiterin Anja Wilmes.

Die Methode der Biomarker-Etablierung soll schließlich auch auf Zellkulturen anderer Organe angewandt werden können, denn ab März 2013 tritt laut europäischer Kosmetikrichtlinie („7. Änderungsrichtlinie“) ein EU-weites Vermarktungsverbot für neue, an Tieren getestete Inhaltsstoffe in Kosmetika, in Kraft.

Detective-Projektdaten

Das im 7. EU-Rahmenprogramm etablierte Forschungsprojekt Detective ist Teil des SEURAT-1 („Safety Evaluation Ultimately Replacing Animal Testing“), welches insgesamt sechs Forschungsprojekte umfasst, und eine Laufzeit von fünf Jahren hat. SEURAT-1 ist ein 50 Millionen Euro Projekt mit der Beteiligung von über 70 verschiedenen europäischen Institutionen. Koordiniert wird das Detective Projekt von Prof. Jürgen Hescheler, Klinikum der Universität zu Köln. Insgesamt 14 Forschungsgruppen aus Universitäten und Industrieunternehmen in sieben europäischen Ländern, darunter die Innsbrucker Arbeitsgruppe um PD Paul Jennings, arbeiten an diesem innovativen Forschungsvorhaben mit.