Der Retter der weißen Kaninchen

Als der Mediziner und Biochemiker Dr. Stefan Fennrich den Anruf bekam, fand er sofort Gefallen an der Idee: Anstatt mit Tierversuchen wird in Zukunft mit menschlichem Blut im Reagenzglas experimentiert. „Das ist ein richtiger Knaller“, meint der begeisterte Mediziner. In Feierabendstimmung waren Forscher der Universität Konstanz, die Professoren Thomas Hartung und Albrecht Wendel, auf dieses, in Fachkreisen als bahnbrechende Idee gesehenes, Pyro-Detect-System gekommen.

Mediziner Dr. Stefan Fennrich entwickelte das neue Pyro-Detect-System. © Hanser/Südkurier

Fennrich stieß 1997 dazu und übernahm bis 2005 die Leitung der Entwicklungsgruppe am Konstanzer Lehrstuhl für Biochemische Pharmakologie. Der 53-jährige Fennrich kann damit als Retter von Kaninchen angesehen werden. „Mit dieser Ersatzmethode für Tierversuche können jährlich zirka 200.000 Kaninchenleben in Europa gerettet werden“, sagte Fennrich. Das Ziel des neuen Verfahrens soll nach Angaben des Mediziners „die weltweite Anwendung und der Tierschutz sein“.

Hintergrund der Idee ist, dass Injektionen von Arzneimitteln täglich notwendig sind. Dabei können jedoch Pyrogene in den Organismus mitgespritzt werden. Diese hitzestabilen Bestandteile von Bakterien stellen für den Menschen eine große Gefahr dar. Sie sind als Verunreinigungen der Injektionsinstrumente gefürchtet. „Pyrogene können Fieber, Kreislaufversagen, Multiorganversagen, Schock und im schlimmsten Fall den Tod herbeiführen“, erklärte der Forscher. Deswegen wird vom Gesetzgeber weltweit die Prüfung auf Pyrogenfreiheit vorgeschrieben. Das wurde bislang mit dem Kaninchen-Pyrogentest untersucht. Den Tieren wird das zu prüfende Medikament ins Blut injiziert, daraufhin werden sie für den Test in winzigen Käfigen fixiert und ihre Temperatur über den gesamten Zeitraum rektal gemessen.

Dr. Stefan Fennrich sieht neben dem Tierversuch auch noch ein weiteres Problem: „Kaninchen können bei Stress ähnliche Reaktionen aufzeigen, sodass der Test nicht mehr aussagekräftig ist.“ Das Pyro-Detect-Vefahren dagegen nutzt menschliches Blut als Sensor. „Mit dieser Methode wird im Blut von Blutspendern ein Fieber auslösendes Molekül im Labor nachgewiesen. Und das nicht nur ohne Tierversuch, sondern sogar in der richtigen Spezies, nämlich dem Menschen“, sagte der Mediziner. Er berichtet, dass für die Entwicklung des Pyro-Detect-Systems zwar ebenfalls Kaninchen verwendet wurden, jedoch nur Versuchstiere, die von der Industrie bereits für den Kaninchen-Pyrogentest verwendet worden waren.

Im Mai 2010 wurde das neuartige Verfahren nach fünfzehn Jahren Entwicklung in das Europäische Arzneibuch als Alternative zum Kaninchen-Pyrogentest eingeführt. Laut Stefan Fennrich war es nicht einfach, den Kaninchen-Test, der sich über Jahrzehnte bewährt hat, zu ersetzen. Der 53-jährige ist inzwischen Studienleiter für Blutverträglichkeitsprüfungen im Forschungslabor der Kinderherzchirurgie am Universitätsklinikum Tübingen.

Ein weiterer Erfolg, den Stefan Fennrich verbuchen konnte: Der Pyro-Detect-Test kann mittlerweile auch für andere Anwendungsgebiete genutzt werden, wie die Messung von Luftqualität. Dabei soll es nicht bleiben. Der Forscher und Entwickler plant bereits eine Erweiterung des Anwendungsgebiets. Neben injizierbaren Arzneimitteln und der Luftqualität soll die Methode auch auf Medizinprodukte, etwa Herzklappen oder Gefäßprothesen, und zelluläre Therapeutika wie Knorpelzell-Transplantationen angewendet werden. Dr. Stefan Fennrich arbeitet immer noch eng mit der Universität Konstanz zusammen. Er „möchte diese Brücke auch beibehalten, da hier der Geburtsort des Pyro-Detect ist“.

Glossar

  • Bakterien sind mikroskopisch kleine, einzellige Lebewesen, die zu den Prokaryoten gehören.
  • Für den Begriff Organismus gibt es zwei Definitionen: a) Jede biologische Einheit, die fähig ist, sich zu vermehren und selbstständig, d. h. ohne fremde Hilfe, zu existieren (Mikroorganismen, Pilze, Pflanzen, Tiere einschließlich Mensch). b) Legaldefinition aus dem Gentechnikgesetz: „Jede biologische Einheit, die fähig ist, sich zu vermehren oder genetisches Material zu übertragen.“ Diese Definition erfasst auch Viren und Viroide. Folglich fallen gentechnische Arbeiten mit diesen Partikeln unter die Bestimmungen des Gentechnikgesetzes.
  • a) Endogene Pyrogene: Aus Leukozyten freigesetzte Substanzen, die unter Vermittlung von Prostaglandinen zu einer schnellen Fieberreaktion führen. b) Exogene Pyrogene: Hitzebeständige, dialysierbare Oligo-, Poly- und Lipopolysaccharide oder Polypeptide, die aus apathogenen und pathogenen Bakterien stammen. Sie führen in der Blutbahn über Leukozytenaktivierung und Ausschüttung endogener Pyrogene zu einem Temperaturanstieg.
  • Die Pharmakologie ist eine Wissenschaft, die sich mit der Wechselwirkung zwischen Arzneimitteln und Organismen befasst. Dabei gibt es zwei Verfahren zur Beurteilung: Die Pharmakokinetik beschreibt die Aufnahme, Verteilung, Verstoffwechselung und Ausscheidung des Wirkstoffs, die Pharmakodynamik beschreibt die Wirkung des Arzneimittels im Organismus.
  • Als Transplantation bezeichnet man die Verpflanzung eines Transplantates (Zellen, Gewebe Organe). Es gibt verschiedene Transplantationsarten, die sich nach Herkunft, Funktion und Ort einteilen lassen. So wird bei einer xenogenen Transplantation ein Organ einer anderen Art transplantiert, während dagegen bei einer allogenen der Spender von einer Art stammt. Daneben gibt es noch die autologe Transplantation, bei der Spender und Empfänger dasselbe Individuum sind. Ist der Spender der eineiige Zwilling so spricht man von einer syngenen Transplantation. Eine alloplastische Transplantation wird das Transplantieren von künstlichem Material genannt. Bei Transplantationen werden Immunsuppressiva verabreicht, um die natürliche Abwehrreaktion des Körpers gegenüber Fremdstoffen zu unterbinden und damit das Transplantat im Körper zu erhalten. Die Zulässigkeit der Organspenden wird durch das Transplantationsgesetz (TPG) seit 1997 in Deutschland geregelt. Tritt Hirntod ein, muss ein Familienangehöriger der Entnahme zustimmen oder ein entsprechender Organspendeausweis des Spenders vorliegen. Am Häufigsten werden heutzutage Niere, Augenhornhaut, Herz und Leber transplantiert.
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