Tiermodelle sind unerlässlich, um die Sicherheit und Wirksamkeit von Therapien zu bewerten, bevor sie in klinische Studien am Menschen gelangen. Sie ermöglichen es Forschern, die Wirkungsweise einer Behandlung in einem lebenden Organismus zu verstehen und liefern Erkenntnisse, die Laborstudien allein nicht bieten können.
Risikobewertung
Ein Vorteil der Verwendung von Tiermodellen ist die Möglichkeit, potenzielle Risiken im Zusammenhang mit der Gentherapie zu bewerten. Forscher können beobachten, wie sich die Therapie in einem lebenden System verhält, und so vor dem Übergang zu Studien am Menschen feststellen, welche Gewebe oder Organe betroffen sind und welche unerwarteten Nebenwirkungen auftreten können.
Untersuchung der Langzeitsicherheit
Langzeitstudien zur Sicherheit sind ein weiterer wichtiger Aspekt der präklinischen Forschung. Die Beobachtung der Auswirkungen neuer Therapien bei Tieren über längere Zeiträume, manchmal über mehrere Generationen hinweg, hilft Forschern, verzögerte oder fortschreitende Folgen zu erkennen, die in kürzeren Studien möglicherweise nicht auffallen würden.
Bewertung der therapeutischen Wirksamkeit
Über Sicherheitsaspekte hinaus spielen Tiermodelle eine Rolle bei der Prüfung der Wirksamkeit einer Therapie. Sie ermöglichen es Forschern, die praktische Wirksamkeit einer Gentherapie zu untersuchen und so Erkenntnisse über ihren potenziellen Erfolg beim Menschen zu gewinnen. Beispielsweise wird die Duchenne-Muskeldystrophie (DMD) durch den Verlust eines Proteins namens Dystrophin aufgrund einer genetischen Mutation verursacht. Forscher verwenden Mäuse, denen Dystrophin fehlt, um Gentherapien zu testen, die die Dystrophinproduktion wiederherstellen sollen.
Die Wirksamkeit der Therapie wird durch Messung des Dystrophinspiegels in den Muskeln und durch Bewertung der Muskelkraft und -funktion getestet. Wenn behandelte Mäuse eine wiederhergestellte Dystrophin-Expression und eine verbesserte Muskelleistung zeigen, deutet dies darauf hin, dass die Therapie bei menschlichen Patienten wirksam sein könnte. Dieser Schritt ist grundlegend für die Entscheidung, ob eine klinische Studie am Menschen sinnvoll ist.
Optimierung der Verabreichung und Dosierung
Tests an Tiermodellen können auch dazu beitragen, die Dosierung und Verabreichungsmechanismen neuer Therapien zu optimieren. Wissenschaftler können verschiedene Ansätze zur Genübertragung testen und verfeinern. Tierversuche helfen Forschern auch dabei, zu beurteilen, wie gut die Therapie im Körper verteilt wird, ob sie die vorgesehenen Gewebe erreicht und ob sie die gewünschte Expressionsstärke erzielt, ohne schädliche Nebenwirkungen zu verursachen. Durch die Feinabstimmung dieser Verabreichungsmethoden in Tiermodellen können Forscher die Sicherheit und Wirksamkeit von Gentherapien verbessern, bevor sie an Menschen getestet werden.
Warum brauchen wir Tierdaten?
Mit den aus Tiermodellen gewonnenen Erkenntnissen können Forscher Gentherapien verfeinern, um sowohl die Sicherheit als auch die Wirksamkeit in Versuchen am Menschen zu verbessern und so den Weg für erfolgreiche klinische Anwendungen ebnen. Aufsichtsbehörden wie die Europäische Arzneimittelagentur (EMA) und die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) verlangen vor der Zulassung klinischer Studien am Menschen detaillierte präklinische Daten. Diese präklinischen Studien stützen sich häufig auf Tiermodelle, um die Sicherheit, Wirksamkeit und angemessene Dosierung nachzuweisen.
Obwohl die Verwendung von Tieren in vielen Fällen nach wie vor notwendig ist, werden derzeit erhebliche Anstrengungen unternommen, um ihren Einsatz durch alternative Methoden wie fortschrittliche zellbasierte Modelle, Organ-on-a-Chip-Technologie und Computersimulationen zu minimieren. Ethische Überlegungen und die Grundsätze der 3Rs (Replacement, Reduction, Refinement – Ersatz, Verringerung, Verfeinerung) leiten die Forscher dabei, sicherzustellen, dass Tierversuche verantwortungsbewusst und nur dann durchgeführt werden, wenn sie unbedingt notwendig sind.
Erfahren Sie mehr darüber, wie Stammzellen zur Modellierung von Krankheiten eingesetzt werden
(Diese Antwort wurde von Matilde Vale, einer GETRADI Fellow am Institut für Molekulargenetik der Tschechischen Akademie der Wissenschaften,
Um eine Gen- oder Zelltherapie für eine Erkrankung zu entwickeln, müssen Wissenschaftler zunächst die genetischen und/oder zellulären Ursachen der Erkrankung verstehen. Dies kann ein langwieriger Prozess sein.
Selbst wenn die Ursache einer Erkrankung bekannt ist, ist die Gentherapie nicht immer eine geeignete Behandlungsmethode.
Die Zelltherapie basiert auf einem umfassenden Verständnis darüber, wie sich die verwendeten Zellen nach der Transplantation in den Körper verhalten und wie dieser Teil des Körpers auf die transplantierten Zellen reagiert.
Unterschiedliche Erkrankungen erfordern unterschiedliche Therapieformen. Blutkrebs kann beispielsweise durch die Infusion eines Wirkstoffs behandelt werden, während solide Tumore einen gezielteren Ansatz erfordern. Das bedeutet, dass bei der Verabreichung von Behandlungen unterschiedliche technologische und sicherheitsrelevante Herausforderungen zu bewältigen sind.
Schließlich sind auch logistische Aspekte zu berücksichtigen.
Weitere Informationen finden Sie in unserem Factsheet zu diesem Thema.
Arzneimittel für neuartige Therapien (ATMPs) sind Humanarzneimittel auf der Basis von Zellen, Genen oder Geweben. ATMPs sind eine Untergruppe der Gen- und Zelltherapien; nicht alle Gen- und Zelltherapien sind Arzneimittel oder entsprechen der rechtlichen Definition von ATMPs.
ATMP Sweden erläutert hier die verschiedenen Kategorien von ATMPs.
Gene, Proteine und Zellen
Unser Körper besteht aus Zellen, wobei verschiedene Zellen unterschiedliche Funktionen erfüllen. Gene enthalten Informationen für die Produktion von Proteinen und fungieren dabei wie Baupläne oder Anweisungen. Proteine sind die Bestandteile oder Bausteine unserer Zellen. Die Funktion und das Verhalten einer Zelle hängen davon ab, welche Proteine produziert werden.
Eine Veränderung in einem Gen, die eine Veränderung des Proteins verursacht, wird als Mutation bezeichnet. Viele Mutationen sind harmlos, aber einige können schädlich sein. Dies kann dazu führen, dass ein wichtiges Protein zu wenig oder zu viel produziert wird oder dass es falsch produziert wird und seine Funktion im Körper nicht erfüllen kann. Beides kann zu Krankheiten führen.
Gentherapie
Die Gentherapie ist eine Technik, bei der genetisches Material wie DNA verwendet oder manipuliert wird, um eine Krankheit oder Störung zu behandeln, zu verhindern oder zu heilen. Dies kann bedeuten, dass eine Kopie des funktionsfähigen Gens hinzugefügt oder ein Gen „korrigiert” wird, damit es das funktionsfähige Protein produziert.
Zelltherapie
Die Zelltherapie ist die Verwendung lebender Zellen zur Behandlung von Krankheiten, wobei nicht auf genetischer, sondern auf zellulärer Ebene eingegriffen wird. In der Zelltherapie werden häufig Stammzellen verwendet, da sie eine Reihe verschiedener Zelltypen produzieren können, um das betroffene Gewebe zu reparieren.
Klassifizierung von Therapien
Die Klassifizierung einer Therapie kann sehr kompliziert sein, da sie von vielen verschiedenen Faktoren abhängt.