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1. Einleitung
In der pharmazeutischen Forschung finden Tierversuche auf dem langen Weg zum Medikament in der präklinischen Phase statt. Schon bis dahin vergehen meistens viele Jahre. Forschende probieren in der Regel Hunderttausende von Stoffen aus, um einen zu finden, der das Potenzial hat, einen Krankheitsverlauf zu hemmen oder positiv zu beeinflussen.
Die Experimente für diese Entdeckungsreise zu neuen Wirkstoffen finden zunächst in Lösungen und mit Zellkulturen statt. Erst wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind, folgen Studien am Tier. Im Tierversuch wird erforscht, wie der Wirkstoffkandidat durch den Stoffwechsel im Organismus wandert und ob er schädliche Wirkungen produziert.
Erst wenn ein Stoff alle vorgeschriebenen vorklinischen Versuche bestanden hat, wenn er sich also an Zellkulturen und in Tierversuchen im Organismus als wirksam und unbedenklich erwiesen hat, darf er in klinischen Studien an Menschen erprobt werden. Warum erfolgt dieser Schritt erst dann?
2. Ethik und Sicherheit
Die internationale Gemeinschaft hat sich mit verschiedenen Berichten und Deklarationen ethischen und rechtlichen Grundsätzen in der Humanforschung verschrieben. So hält beispielsweise die Deklaration von Helsinki des Weltärztebundes aus dem Jahre 1964 fest, dass die Erprobung von neuen Therapien die Gesundheit und die Interessen der Forschungsteilnehmenden zu schützen hat. Die Helsinki-Deklaration wurde und ist die Grundlage von zahlreichen nationalen Gesetzen für die biomedizinische Forschung. Dementsprechend sind klinische Studien mit Probanden (einer kleinen Anzahl gesunder Personen) und in einem nächsten Schritt mit Patientinnen und Patienten heute nur zulässig, wenn die Risiken so weit wie möglich reduziert worden sind bzw. ausgeschlossen werden können.
Geltende ethische Grundsätze für die Humanforschung
Die Deklaration von Helsinki (1964) beschreibt die nötige Abwägung zwischen der Notwendigkeit, fundierte medizinische Erkenntnisse zu gewinnen, und der Notwendigkeit, die Gesundheit und die Interessen der Forschungsteilnehmer zu schützen.
Der Belmont-Report (1978) legt moralische Grundprinzipien fest, wie z. B. die Achtung der Menschenwürde.
Erkenntnisse über die Wirksamkeit und die Sicherheit eines neuen Wirkstoffes müssen also, bevor er in klinischen Studien am Menschen erprobt wird, so gross wie möglich sein. Um dies zu garantieren, bleiben neben tierversuchsfreien Methoden wie Zell- und Gewebekulturen, Computersimulationen oder sogenannte «Organs-on-a-Chip», welche Tierversuche reduzieren oder teilweise ersetzen, dennoch Tierversuche nötig.
Unter der Voraussetzung, das Wohl des Tieres grösstmöglich zu respektieren, geht es in den Tierversuchen oft auch darum, die schädlichen Wirkungen eines neuen Wirkstoffs frühzeitig zu erkennen.
Die genannten tierversuchsfreien Alternativmethoden sind heute Alltag in der biomedizinischen Forschung. Sie werden besonders dann eingesetzt, wenn ein biologisches System bereits gut erforscht ist.
3. Wenn genügend Probanden fehlen
Neben ethischen Grundprinzipien arbeitet die Forschung auch mit Tierversuchen, weil der Mensch für die Erforschung von biomedizinischen Fragen nicht immer optimal geeignet ist. Besonders wenn es um Erbkrankheiten geht, eignen sich Organismen, die sich schnell fortpflanzen, wie es z. B. Zebrafische oder Mäuse tun, besser.
Bei der Erforschung der genetischen, physiologischen oder anatomischen Ursachen von vielen seltenen Krankheiten fehlt die nötige Anzahl der menschlichen Probanden, sodass es den Tierversuch braucht, um die Krankheit zu verstehen oder Wirkstoffe gegen die Krankheit zu entwickeln. Warum aber eignet sich überhaupt die Durchführung von Experimenten am Tier?
4. Evolutionäre Verwandtschaft
Jedes Medikament, jede Therapie und fast alle Medizinalprodukte, die Krankheiten lindern oder zur Genesung von Patientinnen und Patienten weltweit im Einsatz sind, wurden mit der Unterstützung von Tierversuchen entwickelt. Dass für die Erforschung von Krankheiten und für die Entwicklung von neuen Medikamenten und innovativen Therapien Tierversuche notwendig sind, dafür gibt es verschiedene Gründe. Ein wesentlicher dieser Gründe liegt in der Natur der Sache, der Biologie.
Ohne die Erforschung von lebenden Organismen ist biologische Grundlagenforschung nicht möglich. Die biologische Forschung mit lebenden Organismen hat es erst möglich gemacht, dass wir heute beispielsweise wissen, wie Tiere in ihrer Umwelt überleben und was sie dazu brauchen. Von diesem Wissen profitieren auch die Medizin und die Pharmazie. Denn was Tiere krank macht, das schadet häufig auch den Menschen.
5. Wertvolle Hinweise für Krankheitsursachen
Tiere und Menschen sind evolutionär miteinander verwandt. Sie besitzen gemeinsame Vorfahren und damit, wenn auch nicht immer gleich stark ausgeprägt, biologische Gemeinsamkeiten. Im Laufe der Evolution hat die Natur viele Abläufe beibehalten. Deshalb kann die Forschung mit Tieren wertvolle Hinweise für die Ursache von Krankheiten und die Wirkung von Medikamenten liefern. Sie gibt Aufschluss über erwünschte Wirkungen und legt auch etwa 70 Prozent der unerwünschten Wirkungen frei.
6. Ergebnisse sind übertragbar
Für die Übertragbarkeit der Ergebnisse eines Experiments am Tier ist die Wahl des geeigneten Tiermodells entscheidend. Das heisst, das Tier muss dem Menschen hinsichtlich der untersuchten biologischen Funktionen und genetisch möglichst ähnlich sein. Das ist bei Zebrafischen, Fruchtfliegen und Nagetieren der Fall – besonders stark bei Mäusen.
Entwicklung, Physiologie und Genom von Maus und Mensch sind sehr ähnlich. Mäuse gleichen dem Menschen genetisch und physiologisch mit ca. 95 Prozent Übereinstimmung. Deswegen werden Mäuse in der präklinischen Forschung mit Tieren auch am häufigsten eingesetzt. Mausmodelle liefern Aufschluss über Gesundheit und Krankheit beim Menschen.
Inzwischen existiert eine Vielzahl von Mausmodellen für die europäische und weltweite Forschung. Auch wurden für die Forschung Krankheitsmodelle entwickelt, phänotypisiert und archiviert. Im Krankheitsmodell wird eine Krankheit künstlich im Versuchstier ausgelöst. Dabei beobachten die Forschenden, dass der Krankheitsprozess im Organismus der Maus in der Regel gleich verläuft, als wenn die Krankheit von selbst ausgebrochen wäre. Deshalb sind auch Rückschlüsse auf die Situation beim Menschen möglich. Doch natürlich bleiben Unterschiede. Aus diesem Grund muss jedes Medikament, jede neue Therapie und jede neue Behandlungsmethode an mindestens zwei Tierarten – Nagetieren und Nicht-Nagern – getestet werden, bevor die klinische Phase zur Prüfung an freiwilligen menschlichen Probanden folgt.
7. Tierversuche dienen auch der Tiermedizin
Auch Hunde, Katzen und Nager kennen den Grauen Star, alle Tierarten erleiden Krebs an verschiedenen Organen, Epilepsie wird auch bei Hunden, Katzen und Kaninchen diagnostiziert. Das sind nur einige Krankheiten, die sich Menschenund Tiere teilen. So gut wie jede Krankheit kommt in derselben oder in einer ähnlichen Form auch bei Tieren vor – und sie werden im Prinzip gleich behandelt. Human- und Veterinärmedizin haben einiges gemeinsam. In vielen Tierarzneimitteln ist derselbe Wirkstoff enthalten wie in der Humanmedizin. In diesem Sinne haben die Versuche am Tier gleichermassen auch einen Nutzen für das Tier.
8. Viele Fortschritte dank Versuchen am Tier
Tierversuche dürfen nur dann durchgeführt werden, wenn sie für die Klärung von bislang ungeklärten Fragen unverzichtbar sind. Sie sind Teil der Grundlagenforschung und bei der Entwicklung von neuen Medikamenten und Therapien gesetzlich vorgeschrieben (präklinische Forschung). Ihre Absicht ist nicht nur, konkrete Anwendungen zu schaffen, sondern Wissen zu generieren, das in die Entwicklung von innovativen Medikamenten und Therapien einfliessen kann. Anders gesagt: Studien und Experimente mit Tieren tragen dazu bei, das Wissen über die Natur zu mehren. Sie helfen uns, die Entstehung von Krankheiten besser zu verstehen. Die Übertragbarkeit der Erkenntnisse aus den Tierversuchen auf den Menschen ist genügend gross, um auf Wirkprinzipien und schädliche Wirkungen zu schliessen. Dass die Arbeit mit Versuchstieren einen grossen Beitrag daran leistet, neue medizinische Behandlungsmethoden zu entwickeln, steht ausser Frage. So können heute rund 80 Prozent der an Leukämie erkrankten Kinder dank Forschung und dem Einsatz von Tierversuchen geheilt werden. Jüngstes Beispiel ist die schnelle und erfolgreiche Entwicklung diverser Covid-19-Impfstoffe.
9. Tierversuche reduzieren Tierversuche
Noch ist die Forschung nicht so weit, dass sie auf Tierversuche verzichten kann. Zwar geht die Arbeit mit Computermodellen und Zellkulturen schon weit und mit Technologien wie «Organs-on-a-Chip» können einfache Prozesse nachgebaut werden. Komplexe Prozesse des Organismus können mit allen vorhandenen Methoden jedoch (noch) nicht reproduziert werden. Denn schon die Abläufe in einer einzigen Zelle sind zu kompliziert, als dass sie ein Computer berechnen könnte. Tierversuche bleiben deswegen vorerst weiterhin nötig – auch, um sie immer besser zu machen und sie immer öfter zu ersetzen.