Wie sich Tierversuche reduzieren lassen

Mit dieser Arbeit hat Prof. Würbel - entgegen der bislang gängigen Lehrmeinung - nachgewiesen, dass die Standardisierung der Umweltbedingungen die Aussagekraft und Reproduzierbarkeit von Tierversuchen beeinträchtigt.

Er konnte zeigen, dass vielmehr die systematische Variation von Umweltbedingungen zu besser wiederholbaren und aussagekräftigeren Ergebnissen führt und damit das Risiko falsch positiver Ergebnisse verringert.

Dies ist nicht nur im Sinne des Tierschutzes, sondern könnte bei der Entwicklung von Medikamenten im Tierversuch zu erheblichen Einsparungen führen, von denen letztlich auch die Verbraucher profitieren würden.

Bislang war man in der Versuchstierkunde davon ausgegangen, dass eine möglichst umfassende Standardisierung aller Umweltfaktoren die Reproduzierbarkeit von Ergebnissen aus Tierversuchen garantiert.

Weil Standardisierung innerhalb von Labors zu einer Vereinheitlichung der Versuchstiere führt, sich jedoch viele Faktoren (z.B. Personal, Geruchskulisse, etc.) zwischen Labors nicht standardisieren lassen, liefern Tierversuche viele Ergebnisse, die labor- oder versuchsspezifisch sind und somit keine allgemeine Gültigkeit besitzen.

Dies führt zu widersprüchlichen Erkenntnissen und erfordert - unter Einsatz vieler weiterer Versuchstiere - Wiederholungsversuche.

Ausgehend davon stellte Prof. Würbel die Hypothese auf, dass Standardisierung keine Lösung, sondern - im Gegenteil - eine Ursache für die schlechte Reproduzierbarkeit von Tierversuchen darstellt.

Dies ist unter anderem auch der Grund dafür, weshalb Medikamente vor ihrer Zulassung auf dem Markt in aufwendigen klinischen Studien an einer möglichst repräsentativen (sprich: heterogenen) Stichprobe von Probanden geprüft werden müssen, statt beispielsweise nur an jungen, gesunden, schlanken Männern.

Diese Hypothese konnte Prof. Würbel nun im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts mit Hilfe der Doktorandin Helene Richter und eines Kollegen, Prof. Dr. Joseph P. Garner (Purdue University, USA), bestätigen.

Dazu benötigten die Wissenschaftler noch nicht einmal zusätzliche Versuchstiere, sondern arbeiteten mit einem bereits publizierten Datensatz über Verhaltensunterschiede zwischen verschiedenen Mäusestämmen aus einer Multi-Labor-Studie.

Daraus generierten sie Versuchswiederholungen, deren Mäuse bezüglich dreier bestimmter Umweltfaktoren (Versuchslabor, Liefertermin und Haltungsbedingung) entweder einheitlich (standardisiert) oder systematisch unterschiedlich (heterogenisiert) waren.

Die Befunde waren eindeutig: Die Ergebnisse der heterogenisierten Versuchswiederholungen waren viel einheitlicher als die der standardisierten. Zudem lieferten standardisierte Versuchswiederholungen eine deutlich erhöhte Rate falsch positiver Ergebnisse (d.h. Stammesunterschiede, die nur in einer bestimmten Versuchswiederholung auftraten).

Aufgrund dieser Befunde sollte sich laut Prof. Würbel durch ein Versuchsdesign mit systematisch variierten Umweltbedingungen die Aussagekraft von Tierversuchen erheblich verbessern und die Rate falsch positiver Ergebnisse vermindern lassen.

Damit ließen sich personell und finanziell aufwendige Wiederholungsversuche vermeiden und wirkungslose Substanzen in der Medikamentenentwicklung frühzeitig erkennen.

Würbel schätzt, dass für jedes Medikament, das auf den Markt kommt, mehr als 100 wirkungslose Substanzen geprüft und im Verlauf der Entwicklung fallen gelassen werden. "Unser Ansatz der Heterogenisierung der Versuchsbedingungen sollte die Früherkennung wirkungsloser Substanzen erleichtern", sagt der Tierschutz-Experte.

Dies könnte bei der Medikamentenentwicklung zu erheblichen Kosteneinsparungen führen und damit die Medikamentenpreise senken, die maßgeblich von den Entwicklungskosten bestimmt werden. Zudem ließen sich damit - ganz im Sinne des Tierschutzes - unzählige Versuchstiere einsparen.

Publikation:
Richter, S. Helene, Garner, Joseph P. & Würbel, Hanno. Environmental standardization: cure or cause of poor reproducibility? "Nature Methods",
Vol. 6, No. 4, April 2009, pp. 257-261