Prisma

Leber auf dem Chip

In-vitro-Modell schlägt Tierversuch

Foto: Wyss Institute at Harvard University

Auf dem Leber-Chip befinden sich zwei Kanäle – einer mit Hepatozyten, ein anderer mit Endothelzellen.

us | Eine Ratte ist kein Mensch, und deshalb führen Tierversuche nicht immer zu einer zuverlässigen Vorher­sage, wenn es um die Toxizität einer Substanz geht. So konnten in einer Analyse von 150 Wirkstoffen, die bekanntermaßen ernste Nebenwirkungen auf den Menschen haben, nur 71% im Versuch an Ratten und Hunden korrekt identifiziert werden. Bei leberschädigenden Substanzen ist der Anteil richtiger Vorhersagen sogar noch geringer. Um die prognostischen Möglichkeiten für Hepatotoxizität zu verbessern und gleichzeitig die Zahl an Tierversuchen zu reduzieren, haben amerikanische Wissenschaftler nun einen Leber-Chip vorgestellt. Darauf können neben primären Hepatozyten und sinusoidalen Endothelzellen auch andere Leberzellen (Kupfferzellen und Ito-Zellen) angesiedelt und mit physiologischer Flüssigkeit versorgt werden. Sowohl Zellen vom Hund und der Ratte als auch humane Hepatozyten, zeigten auf dem Chip eine Albuminproduktion, wie sie bei gesunden Zellen zu erwarten ist. Auch die Aktivität wichtiger fremdstoffmetabolisierender Enzyme war hoch. Die Fähigkeit des Modells zur Vorhersage leberschädigender Wirkungen wurde unter anderem mit Paracetamol erfolgreich geprüft. Auch die toxischen Effekte von Methotrexat wurden von dem Chip korrekt erkannt. Der Folsäure-Antagonist kann beim Menschen zu Fettleber und Fibrose führen. Schließlich wurde eine Substanz der Firma Janssen Pharmaceutica getestet, deren Entwicklung abgebrochen worden war. Bei Ratten waren hepatotoxische Effekte aufgetreten. Dieselbe Wirkung wurde auch auf dem Chip mit Hepatozyten der Ratte festgestellt, nicht jedoch bei huma­nen Leberzellen. |

Literatur

Jang KJ et al. Reproducing human and cross-species drug toxicities using a Liver-Chip. Sci Transl Med 2019;11(517):eaax5516; doi:10.1126/scitranslmed.aax5516

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