Tierversuche in der Malariaforschung – verbessern, verringern, ersetzen
Wie das Levashina Lab am Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie Tierversuche in der Malariaforschung reduziert und ersetzt
Seit über einem Jahrhundert bekannt und noch immer tödlich: der Malariaparasit hält sich hartnäckig. Jährlich infizieren sich über 280 Millionen Menschen weltweit mit Malaria, eine halbe Million sterben an der Krankheit. Der Parasit hat einen komplexen Lebenszyklus im Menschen und der Mücke, die ihn überträgt. Aus diesem Grund lassen sich viele Forschungsfragen nur mit Experimenten an lebenden Organismen beantworten.
In den frühen Jahren der Malariaforschung wurden Entdeckungen häufig durch Menschenversuche in kolonialen Kontexten gemacht – Personen wurden dafür ohne ihr Einverständnis oder Aufklärung mit Malaria infiziert. Heutzutage werden Menschen nur noch für bestimmte Forschungsfragen mit Malaria infiziert, beispielsweise um Impfstoffe zu testen. Diese Versuche sind sehr kontrolliert: Proband*innen werden über die Versuche ausführlich aufgeklärt, bevor sie ihre Zustimmung geben, und medizinisch versorgt, damit sie nicht erkranken.
Für viele weitere Forschungsfragen werden nach wie vor lebende Organismen benötigt – darum nutzen Forschende Tierversuche, zum Beispiel mit Mäusen. In der Malariaforschung sind Tiermodelle für die Zulassung sicherer Medikamente und Impfstoffe unerlässlich. Sie haben unser Verständnis über die Biologie des Parasiten durch die Grundlagenforschung maßgeblich vorangebracht. Auch für die Zucht der Mücken und des Parasiten werden sie eingesetzt. Wo immer möglich wollen wir jedoch die Zahl der Tierversuche reduzieren.
Zum internationalen Tag des Tierversuchs und Welt-Malaria-Tag stellen wir euch darum vier Methoden vor, mit denen das Levashina Lab am Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie Malaria ohne Tierversuche erforscht sowie die Zahl der eingesetzten Tiere und das Tierleid bei Versuchen verringert.
Wie wir Mücken mit Blut füttern
Blut liefert wichtige Nährstoffe, wie Fette, Eiweiße und Zucker, für die Entwicklung der Mückeneier. Aus diesem Grund saugen nur weibliche Mücken Blut. Das Blut bekommen wir aus einer Blutbank, wo Freiwillige zusätzlich zu ihrer Blutspende zwei kleine Röhrchen mit wenigen Millilitern Blut abgeben, um unsere Forschung zu unterstützen. Pro Jahr versorgen uns 1.000 Spender*innen: das entspricht 900.000 Blutmahlzeiten für unsere Mücken. Je nach Parasitenart werden in anderen Forschungsgruppen auch Tiere als Blutquelle eingesetzt. Bei Versuchen mit dem Maus-Malariaparasiten, werden zum Beispiel noch Mäuse genutzt.
Wie wir Mücken mit Malariaparasiten infizieren
Für die Übertragung des Parasiten auf die Mücken sind hohe Sicherheitsstandards nötig, damit niemand Gefahr läuft, sich zu infizieren. Gleichzeitig müssen die Bedingungen für die tropischen Mücken nachgestellt werden. Bei tropischen Temperaturen von 28 °C und 70 % Luftfeuchtigkeit werden Mücken und mit Parasiten infiziertes Blut in einer Infektionsbox von speziell dafür geschultem Personal in Schutzkleidung behandelt.
Wie wir Malariaparasiten züchten
Rote Blutkörperchen sind die wichtigsten Produktionsstätten für Malariaparasiten im menschlichen Körper. Dort entstehen durch Zellteilung binnen zwei Wochen 10–100 Billionen neue Parasiten. Das sogenannte Blutstadium stellen wir in der Zellkulturschale nach. Auch hierfür verwenden wir zusätzlich gespendetes menschliches Blut.
Wie wir die Wirksamkeit von Malaria-Impfstoffkandidaten testen
Bevor ein Impfstoff Menschen verabreicht wird, müssen Forschende testen, ob er sicher und wirksam ist. Tiermodelle sind dafür unverzichtbar und vom Gesetz vorgeschrieben. Ob eine Malaria-Impfung Infektionen beim Menschen verhindert, ist jedoch im Tier allein nicht nachweisbar. Hier sind weitere Versuche mit dem menschlichen Malaria-Parasiten notwendig.
Wir haben einen Test entwickelt, der die Wirksamkeit eines Impfstoffkandidaten bei der Hemmung des Malariaparasiten misst. Dies ermöglicht es uns, die Eigenschaften mehrerer Impfstoffkandidaten miteinander zu vergleichen. Dafür werden Versuchstiere oder menschliche Probanden geimpft – für den Test genügt dann eine Blutprobe. Impfen und Blutabnahme beim Tier gelten bereits als Tierversuch. Beides ist aber sicherer als eine Infektion mit dem Malariaparasiten. Somit ersetzt der Test zwar keine Tier- und Humanversuche, verbessert jedoch die Lebensqualität der Probanden.