Fraunhofer FIT hat im Rahmen des BMBF-Projekts AKTIVATES ein multifunktionales Mikrosystem entwickelt. Damit können präzise toxikologische Profile von chemischen Substanzen ohne Tierversuche erstellt werden. Eingesetzt werden embryonale Stammzellen der Maus. An diesen Zellen werden gewebe- und organspezifische Effekte in vitro nachgestellt.

Die chemische und pharmazeutische Industrie ist aufgrund der REACH-Direktive der europäischen Union dazu verpflichtet, eine umfassende Risikoabschätzung zahlreicher Substanzen vorzunehmen. Durch die Registrierung, Evaluierung und Autorisierung von Chemikalien will die EU den Schutz von Mensch und Umwelt verbessern. Für viele Bereiche dieser Risikoabschätzungen sind heute noch keine in-vitro-Testsysteme als Ersatz für Tierexperimente verfügbar. Abhilfe bringt hier ein automatisierbares Testsystem, das aktuell im BMBF-geförderten Projekt AKTIVATES entwickelt wird.

Der Projektkoordinator Axiogenesis AG kann aus embryonalen Stammzellen der Maus gezielt etwa zwanzig unterschiedliche Zell- und Gewebetypen (u. a. Herz-, Leber- und neuronale Zellen) herstellen. An diesen Zellen werden gewebe- und organspezifische Effekte in vitro nachgestellt. Fraunhofer FIT hat dazu ein multifunktionales Mikrosystem mit einem Bio-Chip als zentrale Komponente entworfen, mit dem die Umgebungsbedingungen für Zellen und Gewebe reproduzierbar einstellbar sind. Über multiple Sensoren am Boden der Kultivierungskammern werden detaillierte Informationen über das Zellverhalten gewonnen. Somit ist es möglich, von einer chemischen Substanz ein präzises toxikologisches Profil zu erstellen, wie es ansonsten bisher nur im Tierversuch möglich war.

Durch die mehrwöchige Kultivierung und Behandlung im Bio-Chip können insbesondere (sub)chronische Effekte studiert werden. Darüber hinaus bestehen Einsatzmöglichkeiten für das System in der pharmazeutischen Industrie auf den Gebieten Sicherheitspharmakologie und Wirkstoffentwicklung.

Artikel: Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT
Quelle: idw