Хотя в токсикологических исследованиях проводится множество исследований в стакане Петри, для некоторых процессов все еще существует потребность в животных компонентах, таких как сыворотка или клеточная ткань печени. Команда исследователей, возглавляемая Университетом Гете, теперь стремится разработать новую технику культивирования клеток, которая заменит использование компонентов животного происхождения. Их проект выиграл конкурс инноваций CRACK IT от NC3Rs, британской организации, которая работает над уменьшением зависимости от моделей животных в исследованиях. Конкурс спонсируется AstraZeneca и Unilever.

Исследования с использованием клеточных культур необходимы в токсикологических исследованиях, поскольку они позволяют проверить, проявляют ли новые вещества нежелательные эффекты. В этих исследованиях сыворотка нерожденных телят (Fetal Calf Serum, FCS) часто используется в качестве животного компонента в культурах клеток. В других тестах на токсичность « in vitro » также часто используются компоненты животного происхождения. Например, печень лабораторных крыс используется для создания ферментного коктейля, который помогает исследовать, превращают ли печеночные ферменты исследуемое вещество в токсичные продукты.

Производители фармацевтических препаратов и косметические компании хотят найти заменители для обоих компонентов, сыворотки и ткани печени. Причины не только этического характера. Ткани и сыворотки, взятые непосредственно у животных, также вносят неточности, поскольку их состав варьируется в зависимости от происхождения. Кроме того, известны не все компоненты, в том числе фетальная телячья сыворотка. Это ставит под угрозу воспроизводимость результатов. Поэтому в тесте "CRACK IT 36: Без животных in vitro " продукты животного происхождения должны быть заменены точно определенными и воспроизводимыми альтернативами.

В питательных растворах для культур клеток больше нет животных компонентов

Проф. Хеннер Холлерт и доктор Андреас Шиви из отдела эволюционной экологии и токсикологии окружающей среды Университета Гете и центра LOEWE TBG вместе с токсикологом-экологом профессором Беате Эшер из Центра экологических исследований им. Гельмгольца в Лейпциге (UFZ) и компаниями BiodetectionsSystems в Амстердаме и Скиноре в Гейдельберге пытаются найти альтернативы этим животным компонентам.

На первом этапе будут разработаны химически определенные питательные растворы для клеточных культур – без компонентов животного происхождения. Эти питательные растворы уже широко используются в производстве лекарств, не в последнюю очередь из соображений безопасности, поскольку они устраняют риск передачи таких заболеваний, как BSE (губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота) через сыворотку теленка.

До сих пор было очень мало таких систем для токсикологических испытаний, потому что требуемые количества низкие по сравнению с фармацевтическим производством. Для их развития необходимо подробно знать метаболические процессы в клетках.

Отказ от лабораторных крыс

На втором этапе исследователи хотят заменить ферментный коктейль, полученный от лабораторных крыс, на линии клеток печени, метаболизирующие вещества, подлежащие тестированию. Линии клеток печени следует выращивать в химически определенных условиях культивирования. Впоследствии продукты метаболизма будут извлечены, и их действие будет проверено на адаптированных токсикологических культурах клеток, которые были разработаны на первом этапе.

Холлерт и его команда сначала протестируют процесс на модельном веществе бензо [ a ] пирен, вещество, которое также содержится в сигаретном дыме. Бензо [ a ] пирен превращается в токсичные вещества в печени человека, что вызывает повреждение клеточной ДНК и нарушает гормональный баланс.

Финансирование на первом этапе составляет 100 000 фунтов стерлингов или около 114 000 евро. После успешной оценки исследователи могут подать заявку в том же году на вторую фазу испытания, в которой может быть присуждена сумма, эквивалентная примерно 685 000 евро в течение следующих трех лет.