Berlin - Ob es um Medikamente gegen Brustkrebs geht, um jährlich millionenfach eingesetzte Narkosemittel oder um Impfstoffe gegen Corona: Sie alle wurden mit Hilfe von Tierversuchen entwickelt. Doch die biomedizinische Forschung ohne Tiere entwickelt sich weiter, neue Hightech-Methoden kommen hinzu - was Forderungen lauter werden lässt, auf Tierversuche zu verzichten.
Wo steht die Wissenschaft dazu heute? Ist ein Ausstieg aus der Forschung mit Tieren überhaupt vorstellbar? Fragen und Antworten zum Internationalen Tag des Versuchstiers am 24. April.
Mal von Anfang an: Wozu gibt es Tierversuche überhaupt?
«Forschung arbeitet zwangsläufig mit Modellen, so auch die biomedizinische Forschung», erläutert Stefan Hippenstiel, Professor für Infektiologie und Pneumologie an der Charité in Berlin. In der Humanmedizin könne man bestimmte Dinge aus ethischen und praktischen Gründen nicht untersuchen - und greife deswegen zum Tiermodell.
Roman Stilling von der Initiative «Tierversuche verstehen» ergänzt, dass es zwar Alternativen gebe wie Computer-Simulationen und 3D-Zellkulturen. Aber wenn es um das Zusammenspiel im Körper gehe, etwa die Erforschung von Nervensystem oder Immunsystem, dann stießen diese an Grenzen. «Diese Prozesse sind zum Großteil noch unverstanden, das muss man leider sagen.» Deswegen seien dafür Tierversuche nötig.
Gaby Neumann vom Verein «Ärzte ohne Tierversuche» hält dagegen: «Tierversuche sind eine sehr veraltete Methode.» Die Forschung tue sich schwer mit neuen Methoden, weil Tierversuche eine lange Tradition hätten und junge Forschende kaum in tierversuchsfreien Verfahren ausgebildet würden.
Wofür werden Versuchstiere eingesetzt?
Die meisten Tiere werden für die Grundlagenforschung und angewandte Forschung genutzt, andere für Qualitätskontrolle und Giftigkeitsprüfungen. Das geht aus dem «Kompass Tierversuche» hervor. So wurden etwa die Sicherheit und Wirksamkeit der ersten mRNA-Impstoffe in Europa gegen das Coronavirus an Tieren überprüft.
Die Zahl der eingesetzten Tiere in Deutschland sinkt laut dem Bundesinstitut für Risikobewertung seit einigen Jahren. 2023 waren es rund 2,13 Millionen Wirbeltiere und Kopffüßer. Mit Abstand am häufigsten waren es Mäuse (circa 1,64 Millionen), aber auch Zebrafische (142.000), Kaninchen (68.000), Haushühner (14.000) und Schweine (11.000).
Wie ist das mit Affen?
Auch Affen werden verwendet, aber deutlich seltener. Vor allem handelte es sich zuletzt um Javaneraffen (1.479), Marmosetten und Tamarine (159) sowie Rhesusaffen (87). Mit Abstand häufigster Versuchszweck ist bei Affen, neue Arzneimittelkandidaten zu testen, ehe sie erstmals Menschen gegeben werden. Dabei geht es vor allem um mögliche Nebenwirkungen bei wiederholter Gabe sowie um mögliche Schäden während der Entwicklung eines Kindes im Mutterleib.
Menschenaffen – also Schimpansen, Bonobos, Gorillas und Orang-Utans – werden in der Europäischen Union nicht für Tierversuche gezüchtet oder gehalten. Laut Stilling dürften Versuche an Menschenaffen weltweit eingestellt worden sein.
Wann könnte es mit den Tierversuchen insgesamt vorbei sein?
Die EU hat im Jahr 2010 das Ziel ausgegeben, Tierversuche schrittweise und letztlich vollständig zu ersetzen. Einen Ausstiegsplan gibt es aber nicht. Viele Forschende und Forschungseinrichtungen argumentieren, Tierversuche sollten erst dann durch tierversuchsfreie Methoden abgelöst werden, wenn es wissenschaftlich möglich ist.
In einem aktuellen Schritt werden etwa bestimmte Medikamententests, die sogenannten Kaninchen-Pyrogentests, zum 1. Juli komplett durch tierfreie Alternativen ersetzt. Kaninchen wurden bisher eingesetzt, um zu testen, ob Arzneimittel mit Substanzen verunreinigt sind, die Fieber auslösen können.
Die Europäische Bürgerinitiative (EBI), die mehr als 1,2 Millionen Unterschriften sammelte, forderte unter anderem einen Masterplan zum Ausstieg aus Tierversuchen mit konkreten Zielvorgaben. Die EU-Kommission antwortete, sie habe in den vergangenen 20 Jahren mehr als eine Milliarde Euro in die Entwicklung, Validierung und Einführung von Alternativen zu Tierversuchen investiert.
Was wäre, wenn Deutschland eigenständig ein Verbot beschließen würde?
Die zuständige Kommission der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) erklärte 2022 in einem Thesenpapier: «Ein grundsätzliches Verbot von Tierversuchen bewirkt nicht gleichzeitig das Ende der Notwendigkeit von Tierversuchen.»
Dann seien Forschende in Deutschland von der biomedizinischen Forschung in anderen Ländern abhängig. Dort habe man keinen Einfluss darauf, wie es den Versuchstieren geht.
Wie werden Versuchstiere gehalten?
Mäuse etwa leben oft in einer Box mit Einstreu. Dazu bekommen sie ein Papierpaket mit Holzwolle und anderen Materialien, sodass sie ein Nest bauen können, ebenso eine Rolle und Spielmaterial. Kaninchen bekommen die Möglichkeit herumzuhoppeln.
Die Haltungsbedingungen seien etwa bei Schweinen und Schafen in der Forschung besser als in der konventionellen Landwirtschaft, sagt Stilling von der Initiative «Tierversuche verstehen». «Da wird sehr genau auf Hygiene und Fütterung geachtet.» Neumann von «Ärzte ohne Tierversuche», die Tierärztin ist, ergänzt, dass es zwar sehr um Hygiene und Praktikabilität gehe, aber die Lebensbedingungen nicht artgemäß seien.
Forscher Hippenstiel sagt: «Niemand hat so ein hohes Interesse daran, dass es den Tieren gutgeht, wie die Forschenden, die die Tierversuche durchführen.» Denn sie seien auf eine gute Haltung angewiesen, damit es bei den Ergebnissen keine Verfälschungen gibt. Hippenstiel ist auch Sprecher von Charité 3R, dessen Ziel darin besteht, die Umsetzung des 3R Prinzips – also Tierversuche zu ersetzen (Replace), die Anzahl der Versuchstiere zu reduzieren (Reduce) oder die Belastung für Versuchstiere zu mindern (Refine) – in Forschung und Lehre an der Charité zu stärken.
Gibt es eigentlich Bereiche, in denen Tierversuche verboten sind?
Ja, um Kosmetika und Waschmittel zu entwickeln, dürfen keine Tiere eingesetzt werden. «Die Leitidee ist: Wir wollen kein Tierleid für Luxus», sagt Stilling. Allerdings können im Zuge des Arbeitsschutzes Tierversuche angeordnet werden.
Auch ist es nicht zulässig, Tiere zu verwenden, um Waffen und Munition herzustellen und zu erproben. Das Gleiche gilt für Tabakerzeugnisse. Doch um die Gefahren, die davon ausgehen, zu erforschen, finden laut Neumann noch Tierversuche statt. So müssten Tiere bei Rauchversuchen stundenlang Zigarettenrauch einatmen.
Wenn die Tiere getestet wurden, was passiert dann mit ihnen?
Die meisten Tiere werden nach den Versuchen getötet, um Organe zu entnehmen und zu untersuchen. Normalerweise werden die Körper dann verbrannt. Mäuse können nur dann als Futter etwa für Raubvögel an Zoos und Tierparks abgegeben werden, wenn sie nicht gentechnisch verändert wurden - doch genau das trifft auf einen Großteil zu. Die EU-Gentechnik-Verordnungen erlauben dann eine Verfütterung nicht.
«Tiere wie Katzen, Hunde, Affen werden häufiger mehrfach für verschiedene Tierversuche eingesetzt. Ein Affe kann mehrere Jahrzehnte genutzt werden», erklärt Tierärztin Neumann. «Nur in wenigen Ausnahmefällen werden Tiere aus dem Labor vermittelt.»
Neumann weist auch auf sogenannte Überschusstiere hin, die zum Beispiel nicht die nötige Genveränderung aufwiesen. Diese werden gezüchtet, können aber nicht verwendet werden. 2023 waren das 1,38 Millionen Tiere. Diese werden laut Neumann direkt getötet.
Warum werden für Versuche vor allem Mäuse verwendet?
Das hat vor allem praktische Gründe. Ihre Haltung ist nicht so aufwendig wie die von Großtieren - sie sind günstig und gut zu handhaben. Außerdem pflanzen sie sich sehr schnell fort.
Hinzu kommt die Gewohnheit: Weil schon so lange an Mäusen geforscht wird, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler viele Daten und viele molekulare Werkzeuge für diese Forschung. Und nicht zuletzt: Man fand früh heraus, wie man Mäuse genetisch manipulieren kann.
Sind Tierversuche auf Menschen übertragbar und wo gibt es da Grenzen?
Viele Funktionen seien in Mäusen sehr ähnlich, sagt Stilling. «Eine Maus ist auch ein Säugetier und hat größtenteils die gleichen Organe wie ein Mensch.» Unter dem Mikroskop könne man eine Maus-Nervenzelle nicht von einer menschlichen Nervenzelle unterscheiden.
«Trotzdem sind Menschen keine 70 Kilogramm schweren Mäuse», sagt er. Sie unterschieden sich nicht nur in der Größe, sondern etwa auch im Stoffwechsel. «Das ist den Forschenden durchaus bewusst.» Das Mäuse-Modell sei nur ein Abbild - und deswegen nie zu 100 Prozent korrekt. «Das gilt für alle Modelle - nicht nur für Tierversuche. Deswegen kombiniert man verschiedene Methoden.»
Was sind die Alternativen, und wo stehen wir da?
Tierversuchsfreie Methoden gewinnen an Bedeutung, darunter Organchips, Zellkulturen und computergestützte Modelle. «Zum Beispiel verwenden wir eine Alternativmethode aus künstlichen menschlichen Herzmuskelzellen», sagt Charité-Forscher Hippenstiel. «Damit kann man untersuchen, wie sich Medikamente auf Herzmuskelzellen auswirken. Aber die Methode ist völlig ungeeignet, um zu zeigen, wie sich eine mitwachsende Herzklappe verhält.» Dazu sei ein Großtier nötig, das leben und wachsen müsse.
Außerdem werden vermehrt Mini-Organe gezüchtet, an der Charité etwa Mini-Lungen. «Die sind noch nicht perfekt, sie haben keinen Blutkreislauf, atmen nicht, bewegen sich nicht, dort können keine Zellen aus anderen Organen einwandern», sagt er. Als Modell seien die Mini-Organe für bestimmte Forschung gut - und für andere eben nicht.
Neumann von «Ärzte gegen Tierversuche» hingegen meint: «Das Potenzial dieser modernen Methoden ist enorm. Und der entscheidende Vorteil zum Tierversuch ist, dass sie auf menschlichen Daten und Zellen basieren. Also für den Menschen relevante Ergebnisse liefern.»
Einig sind sich die verschiedenen Ärzte und Wissenschaftler darin, dass 3D-Humanmodelle und Stammzelltechnologien zunehmend wichtiger werden. In solche technischen Innovationen sollte viel mehr investiert werden, meinen sowohl Hippenstiel als auch Neumann. Derzeit werde zu wenig Geld bereitgestellt, um die Forschung rasch voranzutreiben.
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Berlino - Che si tratti di farmaci per il cancro al seno, di anestetici usati milioni di volte l'anno o di vaccini contro il coronavirus, tutti sono stati sviluppati con l'aiuto della sperimentazione animale. Tuttavia, la ricerca biomedica senza animali continua a svilupparsi e si aggiungono nuovi metodi ad alta tecnologia, che portano a chiedere a gran voce l'eliminazione della sperimentazione animale.
Qual è la posizione della scienza su questo tema? È possibile pensare di porre fine alla ricerca sugli animali? Domande e risposte in occasione della Giornata internazionale degli animali da laboratorio del 24 aprile.
Partiamo dall'inizio: A cosa servono gli esperimenti sugli animali?
"La ricerca lavora inevitabilmente con modelli, come la ricerca biomedica", spiega Stefan Hippenstiel, professore di infettivologia e pneumologia alla Charité di Berlino. Nella medicina umana, alcune cose non possono essere studiate per motivi etici e pratici, ed è per questo che si ricorre ai modelli animali".
Roman Stilling dell'iniziativa "Understanding animal experiments" aggiunge che esistono alternative come le simulazioni al computer e le colture cellulari in 3D. Ma quando si tratta di interazioni nel corpo, come la ricerca sul sistema nervoso o sul sistema immunitario, queste raggiungono i loro limiti. "Questi processi non sono ancora in gran parte compresi, mi spiace dirlo". Ecco perché gli esperimenti sugli animali sono necessari.
Gaby Neumann dell'associazione "Medici senza esperimenti sugli animali" non è d'accordo: "Gli esperimenti sugli animali sono un metodo molto obsoleto". La ricerca sta lottando con nuovi metodi perché la sperimentazione animale ha una lunga tradizione e i giovani ricercatori sono raramente formati a metodi privi di animali.
Per cosa vengono utilizzati gli animali da laboratorio?
La maggior parte degli animali viene utilizzata per la ricerca di base e applicata, mentre altri vengono impiegati per il controllo di qualità e i test di tossicità. Questo si evince dalla "Bussola degli esperimenti sugli animali". Ad esempio, la sicurezza e l'efficacia dei primi vaccini a base di mRNA in Europa contro il coronavirus sono state testate sugli animali.
Secondo l'Istituto federale per la valutazione dei rischi, il numero di animali utilizzati in Germania è in calo da diversi anni. Nel 2023, sono stati utilizzati circa 2,13 milioni di vertebrati e cefalopodi. I più comuni sono stati i topi (circa 1,64 milioni), ma anche i pesci zebra (142.000), i conigli (68.000), i polli domestici (14.000) e i maiali (11.000).
E le scimmie?
Anche le scimmie vengono utilizzate, ma molto meno frequentemente. Di recente, sono state utilizzate soprattutto scimmie giavanesi (1.479), uistitì e tamarini (159) e scimmie rhesus (87). Lo scopo di gran lunga più comune degli esperimenti sulle scimmie è quello di testare nuovi candidati farmaci prima che vengano somministrati all'uomo per la prima volta. L'attenzione è rivolta soprattutto ai possibili effetti collaterali in caso di somministrazione ripetuta e ai possibili danni durante lo sviluppo di un bambino nel grembo materno.
Le grandi scimmie - ovvero scimpanzé, bonobo, gorilla e oranghi - non sono allevate o tenute per la sperimentazione animale nell'Unione Europea. Secondo Stilling, gli esperimenti sulle grandi scimmie sono stati probabilmente interrotti in tutto il mondo.
Quando potrebbe finire del tutto la sperimentazione animale?
Nel 2010, l'UE si è posta l'obiettivo di sostituire gradualmente e infine completamente la sperimentazione animale. Tuttavia, non esiste un piano di eliminazione graduale. Molti ricercatori e organizzazioni di ricerca sostengono che i test sugli animali dovrebbero essere sostituiti da metodi non animali solo quando ciò è scientificamente possibile.
In una fase attuale, ad esempio, alcuni test sui farmaci, noti come test di pirogeno sui conigli, saranno completamente sostituiti da alternative prive di animali a partire dal 1° luglio. Finora i conigli sono stati utilizzati per verificare se i farmaci sono contaminati da sostanze che possono causare febbre.
L'Iniziativa dei cittadini europei (ICE), che ha raccolto più di 1,2 milioni di firme, ha chiesto, tra l'altro, un piano generale per eliminare gradualmente la sperimentazione animale con obiettivi specifici. La Commissione europea ha risposto di aver investito più di un miliardo di euro nello sviluppo, nella convalida e nell'introduzione di alternative alla sperimentazione animale negli ultimi 20 anni.
Cosa succederebbe se la Germania decidesse di vietarli da sola?
La commissione responsabile della Fondazione tedesca per la ricerca (DFG) ha dichiarato in un documento di tesi del 2022: "Un divieto fondamentale della sperimentazione animale non pone contemporaneamente fine alla necessità di sperimentare sugli animali".
I ricercatori tedeschi dipenderebbero quindi dalla ricerca biomedica di altri Paesi. Lì non hanno alcuna influenza su come vengono trattati gli animali da laboratorio.
Come vengono tenuti gli animali da laboratorio?
I topi, ad esempio, vivono spesso in una scatola con una lettiera. Inoltre, ricevono un pacchetto di carta con lana di legno e altri materiali per costruire un nido, un rotolo e materiale per giocare. Ai conigli viene data la possibilità di saltellare.
Le condizioni di allevamento di maiali e pecore nella ricerca sono migliori rispetto all'agricoltura convenzionale, dice Stilling dell'iniziativa "Understanding animal experiments". "Prestano molta attenzione all'igiene e all'alimentazione". Neumann di "Medici senza esperimenti sugli animali", che è un veterinario, aggiunge che sebbene l'igiene e la praticabilità siano molto importanti, le condizioni di vita non sono adeguate alle specie.
Il ricercatore Hippenstiel afferma: "Nessuno ha tanto interesse a che gli animali stiano bene quanto i ricercatori che conducono gli esperimenti sugli animali". Questo perché dipendono da un buon allevamento per evitare che i risultati siano falsati. Hippenstiel è anche il portavoce di Charité 3R, il cui obiettivo è rafforzare l'attuazione del principio delle 3R - ovvero sostituire gli esperimenti sugli animali (Replace), ridurre il numero di animali da laboratorio (Reduce) o minimizzare l'onere degli animali da laboratorio (Refine) - nella ricerca e nell'insegnamento alla Charité.
Esistono aree in cui la sperimentazione animale è vietata?
Sì, gli animali non possono essere utilizzati nello sviluppo di cosmetici e detergenti. "Il principio guida è: non vogliamo che gli animali soffrano per il lusso", afferma Stilling. Tuttavia, i test sugli animali possono essere ordinati nel corso della sicurezza sul lavoro.
Non è inoltre consentito l'uso di animali per produrre e testare armi e munizioni. Lo stesso vale per i prodotti del tabacco. Tuttavia, secondo Neumann, gli esperimenti sugli animali vengono ancora condotti per studiare i pericoli che essi comportano. Per esempio, durante i test sul fumo gli animali devono respirare per ore il fumo delle sigarette.
Una volta che gli animali sono stati testati, che fine fanno?
La maggior parte degli animali viene uccisa dopo i test per rimuovere e analizzare i loro organi. Di solito i corpi vengono poi inceneriti. I topi possono essere dati agli zoo e ai parchi animali come cibo per i rapaci, ad esempio, solo se non sono stati modificati geneticamente - ma questo è esattamente ciò che accade alla maggior parte di essi. I regolamenti dell'UE sull'ingegneria genetica non ne consentono l'alimentazione.
"Animali come gatti, cani e scimmie vengono spesso utilizzati più volte per vari esperimenti sugli animali. Una scimmia può essere utilizzata per diversi decenni", spiega il veterinario Neumann. "Solo in pochi casi eccezionali gli animali vengono trasferiti dal laboratorio".
Neumann si riferisce anche ai cosiddetti animali in eccesso che non hanno le necessarie modifiche genetiche, ad esempio. Questi vengono allevati ma non possono essere utilizzati. Nel 2023, questo ammontava a 1,38 milioni di animali. Secondo Neumann, questi vengono uccisi direttamente.
Perché i topi vengono utilizzati principalmente per gli esperimenti?
Ci sono soprattutto ragioni pratiche. Non sono costosi da mantenere come gli animali di grandi dimensioni: sono economici e facili da gestire. Inoltre, si riproducono molto rapidamente.
C'è anche l'abitudine: poiché la ricerca è stata condotta sui topi per così tanto tempo, gli scienziati hanno molti dati e molti strumenti molecolari per questa ricerca. E infine, ma non meno importante: Hanno scoperto presto come manipolare geneticamente i topi.
Gli esperimenti sugli animali possono essere trasferiti all'uomo e quali sono i limiti?
Molte funzioni sono molto simili nei topi, dice Stilling. "Anche il topo è un mammifero e ha la maggior parte degli stessi organi dell'uomo". Al microscopio, una cellula nervosa di topo non può essere distinta da una cellula nervosa umana.
"Tuttavia, gli esseri umani non sono topi di 70 chili", afferma. Non differiscono solo per le dimensioni, ma anche per il loro metabolismo, ad esempio. "I ricercatori ne sono ben consapevoli". Il modello murino è solo un'immagine e quindi non è mai corretto al 100%. "Questo vale per tutti i modelli, non solo per gli esperimenti sugli animali. Ecco perché combiniamo diversi metodi".
Quali sono le alternative e a che punto siamo?
I metodi non animali stanno diventando sempre più importanti, come i chip di organi, le colture cellulari e i modelli computerizzati. "Ad esempio, utilizziamo un metodo alternativo che prevede l'uso di cellule muscolari cardiache umane artificiali", spiega Hippenstiel, ricercatore della Charité. "Questo ci permette di studiare come i farmaci influenzano le cellule del muscolo cardiaco. Ma il metodo è del tutto inadatto a mostrare come si comporta una valvola cardiaca che cresce insieme al cuore". Ciò richiede un animale di grandi dimensioni che deve vivere e crescere.
Inoltre, sempre più spesso si coltivano mini organi, come i mini polmoni alla Charité. "Non sono ancora perfetti, non hanno circolazione sanguigna, non respirano, non si muovono e le cellule di altri organi non possono migrare al loro interno", spiega. Come modello, i mini-organi vanno bene per certe ricerche - e non per altre.
Neumann di "Medici contro gli esperimenti sugli animali", invece, afferma: "Il potenziale di questi metodi moderni è enorme. E il vantaggio decisivo rispetto agli esperimenti sugli animali è che si basano su dati e cellule umane. In altre parole, forniscono risultati rilevanti per l'uomo".
I vari medici e scienziati concordano sul fatto che i modelli umani 3D e le tecnologie delle cellule staminali stanno diventando sempre più importanti. Sia Hippenstiel che Neumann ritengono che si debba investire molto di più in queste innovazioni tecniche. Attualmente i fondi messi a disposizione sono troppo pochi per far progredire rapidamente la ricerca.
