Medikamentenentwicklung
Mini-Mensch in Chip-Format

Tierversuche können nicht gut genug vorhersagen, wie Menschen auf ein Medikament reagieren. Doch Menschenversuche sind heikel und teuer. Es sei denn, man hat alle menschlichen Organe in Miniaturversion auf einem Chip.
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CambridgeEinatmen, ausatmen, einatmen... Und zwischendurch klickt es rhythmisch. Was hier am Wyss Institute der Harvard University in Cambridge atmet ist weder ein Tier noch ein Mensch sondern die Miniatur-Version einer Lunge, einer „Lunge auf dem Chip“. Klickende Vakuumpumpen simulieren Atembewegungen und dehnen Bronchien- und Blutgefäßzellen, die in winzigen Tunneln eines daumengroßen Silikonchips liegen – ganz ähnlich wie in den Lungenbläschen des Originalorgans.

Ob Lunge, Leber, Niere, Muskel, Haut, Darm – weltweit versuchen Forscher derzeit, die Organe des Menschen zu imitieren und zu miniaturisieren. Doch es geht nicht um den Ersatz kranker Organe. Mit Hilfe der Mini-Organe sollen die Lebensfunktionen des menschlichen Organismus im Labor nachempfunden werden. Dafür verbinden die Forscher sogar schon mehrere Organe auf einem Chip, und bereits 2017 soll der Zusammenschluss von zehn Organen eine Miniaturversion des Menschen, den „human on a chip“, ermöglichen.

Eine laborfähige Version des Menschen ist dringend nötig. Bislang sind Medikamentenentwickler auf Tierversuche angewiesen, um Wirkung und Nebenwirkung neuer Substanzen erahnen zu können, bevor sie am Menschen getestet werden. Aber Mäuse sind keine Menschen, und viele Proteine, die Medikamentenwirkstoffe transportieren oder verändern, kommen in Tieren gar nicht vor. Dadurch treffen die Tests häufiger falsche Aussagen über Nebenwirkungen und Wirkungen als richtige. Folge ist: Von zehn Medikamentenkandidaten, die laut Tierversuch wirken sollten, scheitern in den klinischen Tests neun.

Da jede einzelne Studie an Menschen hunderte von Millionen Euro kosten kann, summieren sich die Kosten pro erfolgreich zugelassenem Medikament mittlerweile auf schätzungsweise 1,1 Milliarden Dollar – vor allem weil die zahlreichen Fehlentwicklungen zu Buche schlagen. Händeringend suchen Medikamentenentwickler deshalb nach neuen Methoden, mit denen bessere Vorhersagen möglich sind als mit Tierversuchen oder einfachen Zellkulturen. Seit 2010 die von Donald Ingber, dem Gründer, Direktor und Chef-Forscher des Wyss-Instituts, entwickelte Minitatur-Lunge seine ersten künstlichen Atemzüge tat, hoffen Pharmafirmen, Zulassungsbehörden und Forscher gleichermaßen auf die Organ-Chips, um die Medikamentenentwicklung nicht nur billiger, sicherer und produktiver machen zu können. 

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