Wien. Ein österreichisches Forschungskonsortium entwickelt ein neuartiges Testsystem zur präklinischen Bewertung radiopharmazeutischer Wirkstoffe.
Universität Wien, MedUni Wien, FH Technikum Wien und das niederösterreichische Medizintechnikunternehmen DOC Medikus haben sich in einem Forschungskonsortium zusammengetan, um ein neues Testsystem für die präklinische Bewertung radiopharmazeutischer Wirkstoffe zu entwickeln. Dieses basiert auf dem Einsatz standardisierter 3D-Zellkulturmodelle. Die Methode kann laut den Angaben ohne Tierversuche durchgeführt werden und ermöglicht eine automatisierte Analyse von Substanzen, die in der Krebsdiagnostik und -therapie eingesetzt werden.
Das Projekt „Spheriograph“ wurde durch ein Bridge-Programm der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) unterstützt. Die Technologie könnte langfristig dazu beitragen, die präklinische Testphase radiopharmazeutischer Substanzen zu verkürzen und kann für eine raschere Umsetzung in die klinische Anwendung sorgen. Die Ergebnisse der Studie wurden im Journal of Nuclear Medicine publiziert.
Radiotracer: Tierversuche bisher üblich
Die Entwicklung radioaktiver Markersubstanzen (sogenannter Radiotracer) für die molekulare Bildgebung erfordert derzeit aufwändige präklinische Tests, die häufig auf Tierversuchen basieren. Abgesehen davon, dass das ethische Fragen aufwirft, liefern solche Tests wegen der physiologischen Unterschiede zwischen Tier und Mensch oftmals nur begrenzt aussagekräftige Daten. Das neue Testsystem kombiniert chromatographische Verfahren mit einer dreidimensionalen Zellkultur auf einer biokompatiblen Matrix aus Seidenfibroin. Diese Schwammstruktur dient als Trägermaterial für menschliche Zellen, die unter kontrollierten Bedingungen kultiviert werden. Ein spezielles Pumpsystem simuliert dabei die Nährstoffversorgung im menschlichen Gewebe, während radiopharmazeutische Substanzen appliziert und deren Interaktionen in Echtzeit überwacht werden.
Technologische Merkmale
Kern des Systems ist die Integration von siebartigen Trennwänden (Frits), die eine unerwünschte Zellmigration verhindern und die Reproduzierbarkeit der Experimente erhöhen. Die Strahlungsstabilität des Seidenfibroins gewährleiste zudem eine zuverlässige Analyse auch bei längerer Exposition. Die vollständige Automatisierung des Prozesses reduziert zudem die Strahlenbelastung für das Laborpersonal.
Strenge Vorgaben für Tierversuche erfüllt
Das Testsystem entspricht den Anforderungen des 3R-Prinzips (ein Leitfaden in der präklinischen Forschung zur Vermeidung von Tierversuchen nach dem Prinzip Vermeidung, Verfeinerung, Ersatz) und den Richtlinien der Critical-Path-Initiative (CPI) der US-Arzneimittelbehörde FDA. Laut Verena Pichler von der Universität Wien, Erstautorin der Studie, ermöglicht die Methode nicht nur eine ethisch vertretbare Alternative, sondern auch eine schnellere und kosteneffizientere Entwicklung neuer Radiopharmaka. Potenzielle Anwendungen umfassen die Optimierung von Tracern für die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und die präklinische Validierung theranostischer Wirkstoffe – das ist eine Klasse von Medikamenten, die Diagnostik und Therapie vereint (also beispielsweise eben die erwähnten Radiotracer, etwa zur Behandlung von Schilddrüsenkrebs).