Inhalationsversuche werden in der Chemikalientestung, aber auch in der Grundlagen- oder angewandten Forschung durchgeführt. Dabei werden hauptsächlich Ratten, in Grundlagen- und angewandter Forschung auch z.B. Mäuse eingesetzt. In der Datenbank des Bundesinstituts für Risikobewertung in Berlin wurden 2019 bislang allein 2.726 Ratten in zahlreichen inhalationstoxiokologischen Versuchsgenehmigungen (gesetzlich vorgeschriebene Tierversuche) gefunden, und es sind noch nicht alle Anträge für das betrachtete Jahr erfasst. Und Grundlagenforschung sowie angewandte/translationale Forschung nicht mitgerechnet.

Dabei mussten die Nager z. B. im Rahmen von Langzeittests 90 Tage lang 5 Tage in der Woche je 6 Stunden Gase oder Stäube einatmen. Für diese Versuche werden sie in eine Apparatur eingezwängt, in der sie sich nicht bewegen können. Nach den Versuchen werden sie getötet und das Gewebe untersucht.

Ratten in einer Inhalationsapparatur.
Foto: Human Toxicology Project.

Dies könnte zukünftig wegfallen, wenn die neuen, tierfreien Entwicklungen mit humanen Zellen und Informationen am Ende positiv validiert worden sind.
Das Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT entwickelt dabei sensitive In-vitro-Systeme aus Lungen- und Leberzellen. Sie sollen die menschliche Lungenbarriere, das in-vitro-Lebermodell den Metabolisierungsprozess in der Leber simulieren. Beide Gewebemodelle werden in ein mikrofluidisches System integriert. Nach Exposition mit Schadstoffen oder therapeutischen Wirkstoffen sollen spezifische Effekte nach pulmonaler Aufnahme in den Organismus erfasst werden. Die Analyseergebnisse aus den untersuchungen mit dem System dienen dann als Grundlage für die Entwicklung des In-silico-Modells.

Dabei liefert das Fraunhofer IBMT das mikrofluidische Chipsystem und das daran angeschlossene humantoxikologische Analysesysteme. Die Medizinische Klinik V der Saarland-Universität bringt klinische Daten ein. Hier beschäftigen sich die Wissenschaftler*innen insbesondere mit zellbiologischen Aspekten und spezifischen humanen Krankheitsmodellen, wie z. B. COPD. Die Fakultät Pharmazie der Universität des Saarlandes entwickelt die bioinformatischen Analysemethoden.

Koordiniert wird das Projekt von Prof. Dr. Dr. Robert Bals von der Universität des Saarlandes (Koordination), Klinik für Innere Medizin V. Beteiligt sind ferner Prof. Dr. Thorsten Lehr, von der Klinischen Pharmazie dfer Universität des Saarlandes und das Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT in Sulzbach.

Quelle:
https://www.ibmt.fraunhofer.de/de/ibmt-presse-uebersicht-2020/presse-BMBF-Vision-2020-07-13.html