Dreidimensionale (3D) Hautmodelle als In-vitro-Testsystem

Neue Medikamente und Substanzen sind vor der Zulassung hinsichtlich ihrer Qualität, Wirksamkeit und Unbedenklichkeit zu testen. In der Arzneimittelforschung sind Tierversuche ein wichtiges Standardinstrument, aufgrund artspezifischer Unterschiede jedoch nicht immer sinnvoll für die Zulassung neuer Substanzen oder die Umsetzung neuer Therapien am Menschen.

Mit dem Inkrafttreten von REACH, der europäischen Chemikalienverordnung zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe (englisch: Registration, Evaluation and Authorisation of Chemicals, kurz REACH) sind für die Untersuchung neuer Chemikalien tierversuchsfreie Methoden zur Risikobewertung vorzuziehen.

Es gilt das 3R-Prinzip, nach dem Tierversuche wenn immer möglich vollständig zu vermeiden sind (Replace), die Zahl der Tiere und Tierversuche – sofern sie noch nicht vollständig ersetzt werden können – zu reduzieren ist (Reduce) und die Belastung der Tiere durch kontinuierliche Optimierung der eingesetzten Methoden auf ein unerlässliche Minimum zu verringern ist (Refinement).

Patentiertes Hautmodell als Alternative zum Tierversuch

Wir verfügen über ein patentiertes dreidimensionales humanes Hautäquivalent, welche die komplexe Physiologie der Haut einschließlich der intakten Hautbarriere abbildet.

Komplexe 3D-Reporterhaut-Modelle zur In-vitro-Testung am lebenden Modell

Ein Schwerpunkt unserer Arbeiten liegt auf der Integration von Komponenten des angeborenen Immunsystems oder von Reporter-Zelllinien. Spezielle Reportergene machen hierbei Zellreaktionen über die Aktivierung einer zellulären Signalkaskade sichtbar. Somit lassen sich mit unseren Modellen beispielsweise die Toxizität oder Allergenität von Kosmetika und Chemikalien schnell und präzise am lebenden Modell bestimmen – ohne das aufwendige Anfertigen histologischer Schnitte zur mikroskopischen Untersuchung.

Humane Hautmodelle

 

Immunkompetentes Infektionsmodell der Haut

Wir entwickeln dreidimensionale Hautmodelle, die neben Komponenten der menschlichen Haut auch Immunzellen und Reportersysteme für die Aktivierung von Immunsignalwegen beinhalten. Damit können angeborene Immunantworten auf eindringende Pilze und Viren untersucht und Möglichkeiten zur Modulierung der Wirtsreaktionen identifiziert werden.

 

Humanes 3D-Psoriasis-Hautmodell

Im Projekt »Psoriceptors« haben wir ein 3D-Psoriasis-Hautmodell etabliert, mit dem die Psoriasis-typische Entzündungsreaktion nachgestellt werden kann. Das Modell eignet sich zum Screening von Molekülen mit TLR inhibierender Wirkung als potenzielle Wirkstoffe für die Behandlung von Schuppenflechte, da Toll-like-Rezeptoren (TLR) eine Rolle bei Psoriasis spielen.

 

Reporterhaut zum Nachweis von Zellstress

Wir haben ein Set von in-vivo-nahen 3D-Reporterhautmodellen etabliert, mit welchen wir sowohl Aussagen über das toxikologische Potenzial einer Substanz treffen als auch spezifisch und schnell verschiedene zelluläre Stresssignalwege in demselben Modell aktivieren und auslesen können.

Weitere Testsysteme

 

Testsystem zur Untersuchung inhalationstoxikologischer Effekte luftgetragener Substanzen

Beim Atmen durch Mundschutzmasken können Substanzen aus der Maske über die Atemluft in die Lunge gelangen. Für die Untersuchung inhalationstoxischer Effekte haben wir eine Reporterzelllinie zum Nachweis von Allergie und Asthma auslösenden Effekten in einem am ITEM entwickelten Kultursystem als In‑vitro‑Testsystem etabliert.

 

In-vitro-Hundehaut-Äquivalente für die Testung von Veterinärtherapeutika

Tierarzneimittel oder dermatologische Pflegeprodukte für Haustiere werden oft ohne vorherige Testung auf Wirksamkeit eingesetzt oder es kommen humane Produkte zur Anwendung. Im Projekt WowWowSkin entwickelt das IGB ein In-vitro-Modell für Hundehaut, um Therapeutika und Pflegeprodukte standardisiert testen zu können.