Toxikologie Viele Tierversuche könnten durch Software ersetzt werden

Um herauszufinden, ob Stoffe gesundheitsschädlich sind, werden sie oft an Kaninchen getestet.

(Foto: REUTERS)
  • Mit neuartiger Software kann die Giftigkeit von Stoffen vorausgesagt werden.
  • Basierend auf großen Datenmengen werden gesundheitsschädliche Wirkungen berechnet.
  • Die Methode könnte in Zukunft Tierversuche ersetzen.
Von Stephanie Göing

Eine intelligente Software kann die Gefährlichkeit von chemischen Stoffen ebenso gut einschätzen wie Tierversuche - teilweise sogar besser. Das berichten Toxikologen der Johns Hopkins University in Baltimore im Fachblatt Toxicological Sciences. Nach maschinellen Lerneinheiten mit Unmengen an Sicherheits- und Versuchsdaten war ihre Computersimulation in der Lage, für Zehntausende Chemikalien die Giftigkeit sehr genau vorauszuberechnen.

Um einen Stoff zu beurteilen, verwenden solche neuartigen Computerprogramme Daten über seine Molekülstruktur, Wissen über die mögliche Wirkung im Körper sowie Ergebnisse von Tierversuchen oder Laborexperimenten. Auch Vergleiche mit Chemikalien ähnlicher Struktur mit bekannter Wirkung werden herangezogen. Diese computerbasierten Methoden, "read-across" genannt, konnten bislang die Regulierungsbehörden nicht überzeugen, Tierversuche zu ersetzen, um Stoffe hinsichtlich ihrer Gesundheitsrisiken einzustufen. Das ändert sich nun möglicherweise.

Computervorhersagen sind teilweise genauer als Tierversuche

Das Team um Thomas Hartung nutzte eine riesige Menge an Daten der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) zu etwa 10 000 chemischen Stoffen und 800 000 Tierversuchen. Auf dieser Basis berechnete dann ihre Software die Wahrscheinlichkeit einer giftigen Wirkung für unbekannte Substanzen. Während Tierversuche teilweise bei mehreren Testdurchgängen unterschiedliche Ergebnisse liefern, führte der Algorithmus zu eindeutigeren Befunden: Die Computersimulation konnte eine gesundheitsschädigende Wirkung zu 85 - 95 Prozent richtig vorhersagen. Dagegen liegt die Wahrscheinlichkeit, dass ein Tierversuch im zweiten Durchgang zu dem gleichen Ergebnis kommt wie im ersten, bei 78 - 96 Prozent, berechneten die Forscher.

Zur Sicherheitsprüfung von Medikamenten oder Chemikalien sind bislang Tierversuche oft verpflichtend. Meist müssen Mäuse, Ratten oder Kaninchen dafür herhalten, in Deutschland etwa 400 000 pro Jahr. Ihnen werden beispielsweise Chemikalien in die Augen geträufelt, um sicherzustellen, dass sie nicht ätzend sind.

Wie das Fachmagazin Nature berichtet, fordert die ECHA bereits aktiv Firmen dazu auf, wann immer möglich computerbasierte Methoden zur Sicherheitsprüfung zu verwenden. "Es wird nun entscheidend sein, wie die ECHA diese Leitlinien durchsetzen kann", schreiben Hartung und seine Kollegen in ihrer Studie. Auch die US-Umweltschutzbehörde veröffentlichte eine Strategie zur Förderung von Verfahren, die ohne Tierversuche auskommen.

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