Alternative Methoden der OECD
Die Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) hat internationale Standards entwickelt, die den Einsatz alternativer Methoden zu Tierversuchen durch weltweit anerkannte Validierungsverfahren fördern.
In diesem Zusammenhang hat sie Richtlinien wie die Test Guidelines und Guidance Documents, die es ermöglichen, die Sicherheit von Stoffen ohne den Einsatz von Tieren zu bewerten. Diese Leitfäden, die durch spezifische Codes gekennzeichnet sind, erleichtern die Einführung ethisch vertretbarer und wissenschaftlich fundierterer Ansätze bei der Risikobewertung.
Bei der Validierung werden Reproduzierbarkeitsstudien und behördliche Bewertungen berücksichtigt. Zu den am häufigsten verwendeten Methoden zählen in vitro mit rekonstruierten Hautmodellen, Zelllinien, in-chemico-Methoden und In-silico-Tools, die eine schnellere und konsistentere Vorhersage biologischer Reaktionen ermöglichen. Diese Methoden reduzieren den Einsatz von Tieren und liefern in vielen Fällen reproduzierbarere Ergebnisse als herkömmliche Ansätze.
Bild von Depositphotos
Beurteilung von Augen- und Hautschäden
Traditionell erfolgte die Beurteilung von Augen- und Hautreizungen mittels Tierversuchen. Derzeit gibt es validierte Alternativen, bei denen rekonstruierte menschliche Gewebemodelle wie dreidimensionale Hornhäute oder Haut zum Einsatz kommen, wodurch Reizungen oder Verätzungen ohne den Einsatz von Tieren bewertet werden können.
Diese auf menschlichen Zellen basierenden Modelle weisen eine hohe Übereinstimmung mit den biologischen Reaktionen des Menschen auf. Darüber hinaus ermöglichen ergänzende Methoden wie In-chemico-Tests und zelluläre Systeme die Analyse von Prozessen wie Entzündungen oder der chemischen Reaktivität von Substanzen, wodurch die Genauigkeit der Ergebnisse verbessert wird.
Bild: Te Protejo & We Animals
Hautresorption und Genotoxizität
Um zu untersuchen, wie eine Substanz die Haut durchdringt, gibt es In-vitro-Methoden, mit denen sich ihre Penetration und Verteilung ohne den Einsatz von Tieren messen lassen. Diese Verfahren erleichtern die Abschätzung möglicher Auswirkungen auf den Organismus.
Im Hinblick auf die Genotoxizität wurden Tests an Zellsystemen und Vorhersagemodelle entwickelt, mit denen sich Schäden am genetischen Material schneller und unter Berücksichtigung der menschlichen Biologie identifizieren lassen.
Bild von Depositphotos
Karzinogenität, Phototoxizität und biologische Wechselwirkungen
Die Bewertung des krebserregenden Potenzials hat sich hin zu alternativen Methoden entwickelt, die Veränderungen auf zellulärer und chromosomaler Ebene identifizieren. Im Falle der Phototoxizität gibt es Tests, mit denen sich Substanzen nachweisen lassen, die bei Lichteinwirkung schädlich werden, indem ihre Auswirkungen auf menschliche Zellen analysiert werden.
Zudem wurden Instrumente entwickelt, um die Wechselwirkung von Substanzen mit wichtigen biologischen Systemen zu bewerten. In-vitro-Methoden ermöglichen die Analyse von Reaktionen des Immunsystems, während spezifische Tests die Wechselwirkung mit Hormonrezeptoren nachweisen und so zur Bewertung möglicher endokriner Störungen beitragen.
Bild von Depositphotos
Umwelttoxizität
In ökotoxikologische Tests wurden Alternativen zum Einsatz von Tieren integriert, wie beispielsweise Algentests und Vorhersagemodelle, die auf der chemischen Struktur der Stoffe basieren. Diese Instrumente ermöglichen eine effizientere Abschätzung der Auswirkungen auf aquatische Ökosysteme, wodurch der Einsatz von Tieren reduziert und die Verfügbarkeit von Informationen verbessert wird.
Die Validierung dieser Methoden hat gezeigt, dass es möglich ist, zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen und dabei Zeit und Kosten in verschiedenen Produktionsbereichen zu optimieren.
Fortschritte und Herausforderungen
Die Entwicklung alternativer Methoden zeigt, dass es möglich ist, Fortschritte in Richtung einer ethischeren Wissenschaft zu erzielen, ohne die Qualität der Ergebnisse zu beeinträchtigen. Ihre Einführung bedarf jedoch noch weiterer Impulse, insbesondere in Bezug auf Finanzierung, Infrastruktur und Ausbildung.
Die verstärkte Umsetzung dieser Methoden erfordert nicht nur wissenschaftliche Fortschritte, sondern auch regulatorische Rahmenbedingungen, die ihre Einführung vorantreiben. Die Kenntnis der Vorschläge und Fortschritte in diesem Bereich ermöglicht es, zu verstehen, wie der Übergang zu tierversuchsfreien Bewertungsmodellen gelingen kann.
Literaturverzeichnis
OECD-Leitlinien für die Prüfung von Chemikalien / Abschnitt 3: Abbau und Anreicherung – Überarbeitete Einleitung zu den OECD-Leitlinien für die Prüfung von Chemikalien, Abschnitt 3. (2006). Vereinigte Staaten: OECD Publishing.
Park, G., Rim, Y. A., Sohn, Y., Nam, Y. und Ju, J. H. (2024). Der Ersatz von Tierversuchen durch Stammzell-Organoide: Vorteile und Grenzen. Stem Cell Reviews and Reports, 20(6), 1375–1386. https://doi.org/10.1007/s12015-024-10723-5
INTERINSTITUTIONELLER KOORDINIERUNGSAUSSCHUSS FÜR DIE VALIDIERUNG ALTERNATIVER METHODEN. (2018). Ein strategischer Leitfaden zur Entwicklung neuer Ansätze zur Bewertung der Sicherheit von Chemikalien und Medizinprodukten in den Vereinigten Staaten. https://ntp.niehs.nih.gov/sites/default/files/iccvam/docs/roadmap/iccvam_roadmap_es-mx-508.pdf
MatTek Company. (28. November 2015). EpiOcular In-vitro-3D-Gewebe | MatTek Life Sciences. MatTek Life Sciences. https://www.mattek.com/mattekproduct/epiocular/
Lim, S. E., Ha, S. J., Jang, W. H., Jung, K. M., Jung, M. S., Yeo, K. W., Kim, J. S., Jeong, T. C., Kang, M. J., Kim, S. Y., Lee, S. H., Ko, K. Y., Kim, T. S., Park, K. S., Bae, S., & Lim, K. M. (2019). Me-too-Validierungsstudie für einen In-vitro-Augenreizungstest mit 3D-rekonstruiertem menschlichem Hornhautepithel, MCTT HCETM. Toxicology in vitro: eine internationale Fachzeitschrift, herausgegeben in Zusammenarbeit mit BIBRA, 55, 173–184. https://doi.org/10.1016/j.tiv.2018.12.003
J TEC. (2017). Kultiviertes menschliches Gewebe für Forschungszwecke LabCyte EPI-MODEL | Japan Tissue Engineering Co., Ltd. (J-TEC). Www.jpte.co.jp. https://www.jpte.co.jp/en/business/LabCyte/epi-model/index.html
L'Oréal. (2022). SkinEthic RHE Reconstructed Human Epidermis. www.episkin.com. https://www.episkin.com/SkinEthic-RHE
Pilar, M., & Martinez-Hidalgo, V. (2021). – Hidalgo Dieses Werk steht unter einer Creative-Commons-Lizenz „Namensnennung – Nicht kommerziell – Keine Bearbeitungen 4.0 International“. DOSSIER BIOETHIK UND NICHT-MENSCHLICHE TIERE IN DER FORSCHUNG Gibt es Alternativen zu Tierversuchen? Gibt es Alternativen zu Tierversuchen? Gibt es Alternativen zu Tierversuchen? https://scielo.isciii.es/pdf/bioetica/n51/1886-5887-bioetica-51-00081.pdf
OECD (2023), Test Nr. 491: In-vitro-Prüfverfahren zur Kurzzeitbelastung zur Identifizierung von i) Chemikalien, die schwere Augenschäden verursachen, und ii) Chemikalien, die keiner Einstufung hinsichtlich Augenreizung oder schwerer Augenschäden bedürfen, OECD-Leitlinien für die Prüfung von Chemikalien, Abschnitt 4, OECD Publishing, Paris, https://doi.org/10.1787/9789264242432-en.
OECD (2021), Test Nr. 494: Vitrigel-Augenreizungstest zur Identifizierung von Chemikalien, die keiner Einstufung und Kennzeichnung hinsichtlich Augenreizung oder schwerer Augenschäden bedürfen, OECD-Leitlinien für die Prüfung von Chemikalien, Abschnitt 4, OECD Publishing, Paris, https://doi.org/10.1787/9f20068a-en.
(2024). Prüfleitfaden Nr. 442C: In-vitro-Hautsensibilisierungstests zur Untersuchung des Schlüsselereignisses des Adverse-Outcome-Pathway hinsichtlich der kovalenten Bindung an Proteine, Abschnitt 4: Gesundheitsauswirkungen, OECD/OCDE 442C: OECD-Leitfaden für die Prüfung von Chemikalien – In-vitro-Hautsensibilisierungstests zur Untersuchung des Schlüsselereignisses des Adverse-Outcome-Pathway hinsichtlich der kovalenten Bindung an Proteine.
OECD (2024), Test Nr. 442D: In-vitro-Hautsensibilisierung: Tests zur Ermittlung des Schlüsselereignisses des Adverse-Outcome-Pathway bei der Keratinozytenaktivierung, OECD-Leitlinien für die Prüfung von Chemikalien, Abschnitt 4, OECD Publishing, Paris, https://doi.org/10.1787/9789264229822-en.
OECD (2024), Test Nr. 442E: In-vitro-Hautsensibilisierung: In-vitro-Hautsensibilisierungstests zur Untersuchung des Schlüsselereignisses der Aktivierung dendritischer Zellen im Rahmen des Adverse-Outcome-Pathway für die Hautsensibilisierung, OECD-Leitlinien für die Prüfung von Chemikalien, Abschnitt 4, OECD Publishing, Paris, https://doi.org/10.1787/9789264264359-en.
De Valoración De Toxicidad, C., De Prueba, M. & Enfoques, Y. (2018). Validierte Methoden und Leitfäden für toxikologische Tests ohne Tierversuche. Abgerufen unter https://www.thepsci.eu/wp-content/uploads/2021/05/2021.05.10-Alternative-Test-Methods_Espanol.pdf
OECD (2019), Test Nr. 431: In-vitro-Hautkorrosion: Testverfahren mit rekonstruierter menschlicher Epidermis (RHE), OECD-Leitlinien für die Prüfung von Chemikalien, Abschnitt 4, OECD Publishing, Paris, https://doi.org/10.1787/9789264264618-en.
Patel, M. R., Verma, R., Patel, M. V., Dalal, V. & Nagane, R. (2017). In-vitro-Hautkorrosivitätstest von Referenzchemikalien unter Verwendung des Corrositex®-Assays. Toxicology Letters, 280, S158. https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2017.07.444
Kojima, H., Ikarashi, Y., Nakada, T., Yagami, A., Sugibayashi, K., Todo, H., Hoshino, Y., Iizuka, N., Nakamura, T., Sekizawa, S., Shinoda, K., Yagi, M., Araki, D., Sakaguchi, H., Sasa, H., & Sugiyama, M. (2018). Leitfaden zur Anwendung alternativer Testmethoden für die Sicherheitsbewertung von Kosmetika und Quasi-Arzneimitteln. Alternativen zu Tierversuchen. https://doi.org/10.1007/978-981-13-2447-5_8.
OECD (2015), Test Nr. 435: In-vitro-Membranbarriere-Prüfverfahren zur Bestimmung der Hautkorrosion, OECD-Leitlinien für die Prüfung von Chemikalien, Abschnitt 4, OECD Publishing, Paris, https://doi.org/10.1787/9789264242791-en.
OECD (2004), Test Nr. 428: Hautabsorption: In-vitro-Verfahren, OECD-Leitlinien für die Prüfung von Chemikalien, Abschnitt 4, OECD Publishing, Paris, https://doi.org/10.1787/9789264071087-en.
Leitfaden zum Verzicht auf akute dermale Toxizitätstests für Pflanzenschutzmittelformulierungen und zur Unterstützung retrospektiver Analysen. (2016). https://www.epa.gov/sites/default/files/2016-11/documents/acute-dermal-toxicity-pesticide-formulations_0.pdf
Gemeinsame Forschungsstelle: Institut für Gesundheit und Verbraucherschutz, Grune, B., Richmond, J. und Roi, A., Der EURL-ECVAM-Suchleitfaden – Bewährte Suchverfahren für Alternativen zu Tierversuchen, Richmond, J. (Hrsg.) und Roi, A. (Hrsg.), Amt für Veröffentlichungen, 2013. https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/8835aa05-f780-454a-ac43-7752b38b394e
Mansouri, K. (2019). Collaborative Acute Toxicity Modeling Suite (CATMoS). https://ntp.niehs.nih.gov/sites/default/files/iccvam/meetings/at-wksp-2019/ppt/05-mansouri-508.pdf
Furuhama, A., Kitazawa, A., Yao, J., Matos Dos Santos, C. E., Rathman, J., Yang, C., Ribeiro, J. V., Cross, K., Myatt, G., Raitano, G., Benfenati, E., Jeliazkova, N., Saiakhov, R., Chakravarti, S., Foster, R. S., Bossa, C., Battistelli, C. L., Benigni, R., Sawada, T., Wasada, H., … Honma, M. (2023). Bewertung von QSAR-Modellen zur Vorhersage der Mutagenität: Ergebnisse des zweiten internationalen Ames/QSAR-Challenge-Projekts. SAR and QSAR in environmental research, 34(12), 983–1001. https://doi.org/10.1080/1062936X.2023.2284902
OECD (2020), Test Nr. 471: Bakterieller Rückmutationstest, OECD-Leitlinien für die Prüfung von Chemikalien, Abschnitt 4, OECD Publishing, Paris, https://doi.org/10.1787/9789264071247-en.
OECD (2016), Test Nr. 476: In-vitro-Genmutationstests an Säugetierzellen unter Verwendung der Hprt- und xprt-Gene, OECD-Leitlinien für die Prüfung von Chemikalien, Abschnitt 4, OECD Publishing, Paris, https://doi.org/10.1787/9789264264809-en.
OECD (2016), Test Nr. 473: In-vitro-Chromosomenaberrationstest an Säugetieren, OECD-Leitlinien für die Prüfung von Chemikalien, Abschnitt 4, OECD Publishing, Paris, https://doi.org/10.1787/9789264264649-en.
OECD (2019), Test Nr. 495: ROS-Assay (Reactive Oxygen Species) zur Bestimmung der Photoreaktivität, OECD-Leitlinien für die Prüfung von Chemikalien, Abschnitt 4, OECD Publishing, Paris, https://doi.org/10.1787/915e00ac-en.
(2023). Testrichtlinie Nr. 444A: In-vitro-Immunotoxizität – IL-2-Luc-Assay, Abschnitt 4: Auswirkungen auf die Gesundheit.
OECD (2021), Test Nr. 455: Leistungsbasierte Testrichtlinie für stabil transfizierte In-vitro-Transaktivierungsassays zum Nachweis von Östrogenrezeptor-Agonisten und -Antagonisten, OECD-Richtlinien für die Prüfung von Chemikalien, Abschnitt 4, OECD Publishing, Paris, https://doi.org/10.1787/9789264265295-en.
OECD (2023), Test Nr. 458: Assay zur Transkriptionsaktivierung durch stabil transfizierte menschliche Androgenrezeptoren zum Nachweis der androgenen Agonisten- und Antagonistenaktivität von Chemikalien, OECD-Leitlinien für die Prüfung von Chemikalien, Abschnitt 4, OECD Publishing, Paris, https://doi.org/10.1787/9789264264366-en.
OECD (2023), Test Nr. 456: H295R-Steroidogenese-Assay, OECD-Leitlinien für die Prüfung von Chemikalien, Abschnitt 4, OECD Publishing, Paris, https://doi.org/10.1787/9789264122642-en.
OECD (2024), Test Nr. 493: Leistungsbasierte Testrichtlinie für In-vitro-Assays mit humanem rekombinantem Östrogenrezeptor (hrER) zum Nachweis von Chemikalien mit ER-Bindungsaffinität, OECD-Leitlinien für die Prüfung von Chemikalien, Abschnitt 4, OECD Publishing, Paris, https://doi.org/10.1787/9789264242623-en.
QSAR Toolbox. (2018). QSAR Toolbox. https://qsartoolbox.org/
OECD (2011), Test Nr. 201: Süßwasseralgen und Cyanobakterien, Wachstumshemmungstest, OECD-Leitlinien für die Prüfung von Chemikalien, Abschnitt 2, OECD Publishing, Paris, https://doi.org/10.1787/9789264069923-en

