Stammzellbasierte In-vitro-Modelle als Ersatz für Tiermodelle bei Toxizitäts- und Wirksamkeitsprüfungen

Zusammenfassung In Bezug auf Toxizitäts- und Wirksamkeitsstudien für pharmakologische Formulierungen, Medikamentenkandidaten und andere chemische Substanzen (REACH) besteht der Bedarf, Ersatzmodelle für Tierversuche auf der Basis kultivierter menschlicher Zellen (In-vitro-Systeme) zu entwickeln. Im vorliegenden Beitrag werden Ergebnisse aus frühen Phasen von Projekten vorgestellt, die das diesbezügliche Potenzial muriner und humaner embryonaler Stammzellmodelle (mESC- bzw. hESC-Modelle) erforschen. Dabei liegt der Fokus auf der Etablierung von ESC-Modellen für neurodegenerative Erkrankungen zur Wirksamkeitstestung entsprechender Pharmaka sowie auf entsprechenden Modellen zur Testung der Embryotoxizität von Substanzen. Es konnte zunächst gezeigt werden, dass aus hESC differenzierte Neurone ein für neuronale Zellen typisches funktionelles Verhalten aufweisen. Zu beobachten war zudem, dass in diesen Zellen Prozesse induziert werden können, die für eine Ischämie oder nach einer exzitotoxischen Neuronenschädigung (z. B. Glutamat-vermittelte Toxizität) charakteristisch sind. Vorgestellt werden weiterhin Möglichkeiten zur Entwicklung genauerer molekularer Endpunkte, die für die Bestimmung der Wirksamkeit von Substanzen in diesen Modellen genutzt werden könnten. Abschließend werden die Ergebnisse aus einem groß angelegten europäischen Projekt zur Embryotoxizität (http://www.reprotect.eu) diskutiert, bei dem auch murine und menschliche ESC-Modelle verwendet wurden.