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Kompaktlexikon der Biologie: Alternativen zu Tierversuchen

ESSAY

Roman Kolar, Akademie für Tierschutz, Neubiberg

Alternativen zu Tierversuchen

Warum Alternativen zu Tierversuchen?

Seit der Mensch systematisch Tiere zu Forschungs-zwecken einsetzt, werden auch ethische und wis-senschaftliche Probleme von Tierversuchen disku-tiert. Ausgehend von einer Mitgeschöpflichkeit der Tiere, welche als ethischer Grundsatz z.B. im Deutschen Tierschutzgesetz, aber auch in vielen anderen nationalen und internationalen Regelwerken verankert ist, hat der Mensch die Verpflichtung, Tiere vor Schmerzen, Leiden oder Schäden zu bewahren. Dem steht eine Verwendung von Tieren zu wissenschaftlichen Zwecken, die immer mit einer Einschränkung ihres Wohlbefindens einhergeht, diametral gegenüber. Daher existiert ein breiter Konsens in unserer Gesellschaft darüber, dass wir nach Wegen suchen müssen, von der experimentellen Verwendung empfindungsfähiger Lebewesen wegzukommen und nach ethisch vertretbaren Alternativen zu suchen.

Aus wissenschaftlicher Sicht repräsentieren Tier-versuche eines von vielen Verfahren zum Erkennt-nisgewinn. Ihre Relevanz (insbesondere für Frage-stellungen in Bezug auf die menschliche Gesundheit) bleibt aber nie frei von Zweifeln. Tierversuche repräsentieren zudem eine Methodik, die sich etabliert hat, bevor die biologischen Wissenschaften all jene bahnbrechenden Entdeckungen und Erfindungen verbuchen konnten, welche unsere heutigen Kenntnisse und technischen Möglichkeiten begründen.

Daher ist es eine wissenschaftliche Notwendigkeit, zur Beantwortung wissenschaftlicher Fragestellungen das vorhandene Potenzial zu nutzen und die bestmöglichen Verfahren zur Anwendung zu bringen, die dem Stand der Wissenschaft und Technik entsprechen. Hier liegt die große Chance von In-vitro-Methoden (biochemischen Verfahren, Zell- und Gewebekulturen etc.), Computermodellen und anderen modernen Techniken. Deren prinzipieller Vorteil liegt u.a. darin, dass sie nicht auf einem komplexen (Fremd-)Organismus basieren, der eine Vielzahl z.T. spezies- und individuell bedingter Parameter in das System einbringt, welche in ihrer Gesamtheit weder erfasst noch gesteuert werden können.

Die Drei R: Replacement, Reduction, Refinement

Aus Sicht des Tierschutzes ist nur der vollständige Ersatz von Tierversuchen durch Verfahren, die sich schmerzfreier Materie bedienen, als echte Tierversuchsalternative anzusehen. Eine breitere Definition des Begriffs „Alternativmethode“ basiert im Wesentlichen auf den Überlegungen, welche die englischen Wissenschaftler W.M.S. Russel und R.L. Burch bereits 1959 publizierten. Darin prägten sie das Prinzip der „3R“, mit denen der Ersatz (Replacement), die Verringerung (Reduction) sowie die Leidensverminderung (Refinement) von Tierversuchen gemeint sind. Der Begriff „3R-Methode“ wird mittlerweile weitläufig synonym zu „Alternativmethode“ verwendet.

Erste Forderungen nach Alternativmethoden in diesem Sinne wurden übrigens lange vor der 3R-Definition aufgestellt: Beispielsweise postulierte der Stuttgarter Stadtpfarrer C.A. Dann schon 1822, dass auf Tierversuche verzichtet werden sollte, wenn man die entsprechenden Untersuchungen auch an menschlichen Leichen vornehmen könne. Damit war eine Variante des Replacements beschrieben. Das Refinement wurde ebenfalls schon Anfang des 19. Jh., z.B. von dem sächsischen Oberhofprediger F.V. Reinhard avisiert. Er verlangte, dass bei Tierversuchen „mit möglichster Ersparung aller unnötigen Qualen verfahren“ werden sollte.

Das Prinzip der 3R hat – wenngleich nicht immer explizit – Eingang in verschiedene nationale und internationale Codices (z.B. die Deklaration von Helsinki), aber auch verbindliche Vorschriften und Gesetze (z.B. die EU-Tierversuchsrichtlinie 86/609) gefunden. Danach sind Wissenschaftler gehalten, die 3R in vollem Umfang anzuwenden.

Die EU-Richtlinie 86/609 verpflichtet zudem die Europäische Kommission und die EU-Mitgliedsstaaten zur Entwicklung und Förderung von Alternativmethoden. Auf dieser Grundlage sind u.a. offizielle Institutionen entstanden, die sich ausschließlich mit der Entwicklung, Prüfung, Erfassung und Anerkennung von Alternativmethoden beschäftigen. Auf EU-Ebene ist dies das Europäische Zentrum für die Validierung von Alternativmethoden (European Centre for the Validation of Alternative Methods, ECVAM), in Deutschland die Zentralstelle zur Erfassung und Bewertung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden zum Tierversuch (ZEBET).

Beispiele für Alternativmethoden

Zahllose Alternativmethoden sind in der Fachliteratur dokumentiert. Viele sind auf eine spezifische wissenschaftliche Fragestellung zugeschnitten. Ein „klassisches“ (Replacement-) Testsystem stellen z.B. Zellkulturverfahren dar. Mit ihrer Hilfe lassen sich biologische Phänomene schnell und effektiv untersuchen. 1999 wurde eine solche Zellkulturmethode, ein Fototoxizitätstest, der auf der Neutralrotaufnahme von Zellen einer permanenten Mauszelllinie basiert (3T3-NRU-PT-Test), von der EU offiziell als Prüfverfahren anerkannt.

Das Reduction-Prinzip beruht i.d.R. auf einer durchdachten, biostatistisch fundierten Versuchsplanung, die auf die Verwendung der geringstmöglichen Anzahl von Tieren abhebt. Es war die Grundlage für den Ersatz des LD50-Tests (letale Dosis) zur Prüfung auf akute orale Toxizität innerhalb der Prüfrichtlinien der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD), welche weltweit angewendet werden. Als Alternative für dieses anachronistische Verfahren wurden von der OECD drei Methoden (Acute-Toxic-Class-Methode, Fixed-Dose-Verfahren, Up-and-Down-Methode) anerkannt, die u.a. mit we-niger Tieren (6 – 10 statt über 40 Tiere) auskommen.

Refinement-Ideen können sicherlich für nahezu jede wissenschaftliche Verwendung von Tieren verfolgt werden. Sie haben z.B. eine möglichst artgerechte Haltung von Versuchstieren oder die Verwendung so genannter humaner Endpunkte (z.B. Versuchsab-bruch und Euthanasie schon bei Vorliegen erster spezifischer Symptome und nicht Abwarten des qualvollen Todes des Tieres) zum Ziel.

Defizite bei der Entwicklung, Anerkennung und Anwendung von Alternativmethoden

Trotz der dokumentierten Vorteile, die Alterna-tivmethoden aufweisen, vollzieht sich der Ersatz von Tierversuchen nur äußerst mühsam. Bis zum Jahr 2001 hat beispielsweise die EU für die Si-cherheitsbewertung von Substanzen und Produkten ganze drei Alternativmethoden offiziell anerkannt – gegenüber zahllosen in ihren offiziellen Prüfrichtlinien festgeschriebenen Tierversuchen. In solchen mussten im Jahr 2000 allein 730.721 (40 %) der in der BRD laut offizieller Statistik verwendeten 1.825 215 Versuchstiere ihr Leben lassen.

Ein Grund für die unbefriedigende Anwendung von Alternativmethoden liegt darin, dass für ihre be-hördliche Anerkennung umfangreiche Studien unter Einbeziehung einer Vielzahl von Testsubstanzen und verschiedener Labors notwendig sind. Eine solche so genannte Validierung ist ein aufwendiges und kost-spieliges Unterfangen. Der Zeitraum von der Ent-wicklung einer Alternativmethode bis zu ihrer be-hördlichen Anerkennung wird mit nicht weniger als zehn Jahren veranschlagt. Problematisch sind zudem auch manche Kriterien für die erfolgreiche Bewer-tung einer Alternativmethode. So sollen Alterna-tivmethoden Ergebnisse (Zahlenwerte) liefern, die denen aus Tierversuchen, die selbst nie validiert wurden, möglichst nahe kommen. Daher scheiterte beispielsweise die Validierung von Alternativmethoden zum berüchtigten Draize-Augenreizungstest am Kaninchen an der katastrophalen Qualität der Daten, die man über Jahrzehnte mit diesem Test produziert hatte (Gettings et al., 1991).

In der kommerziell orientierten Grundlagenforschung haben sich Alternativmethoden in großem Maßstab durchgesetzt. Ihre offizielle Akzeptanz ist in diesem Bereich nicht notwendig, da ihre Ergebnisse nicht behördlichen Zwecken dienen sollen. Daher sind in diesem Bereich andere Faktoren – bessere Reproduzierbarkeit, verkürzte Testdauer und geringerer logistischer Aufwand – ausschlaggebend für die Anwendung von Alternativmethoden. Allerdings hat gerade beim Screening von potenziell pharmakologisch wirksamen Substanzen die Möglichkeit, eine um das Vielfache größere Zahl von Stoffen zu prüfen, unter dem Strich die Reduktion der Tierversuchszahlen bei der Prüfung jeder einzelnen Substanz wieder aufgewogen.

Die universitäre Grundlagenforschung hat es bis heute nicht verstanden, ihrem zukunftsweisenden Anspruch gerecht zu werden. Zu sehr wird insbesondere in den biologischen Fachdisziplinen Wert auf Tradition, auch hinsichtlich der Methodik, gelegt. Die Bereitschaft zur Reflexion über das, was sich seit langem scheinbar bewährt hat, und zur Hinwendung zu neuen Perspektiven scheint im akademischen Umfeld gering zu sein. Folge: In der BRD stagnieren ausschließlich im Bereich der Grundlagenforschung die Tierversuchszahlen seit Jahren und steigen im Verhältnis zur Gesamtzahl sogar an (Anteil in der BRD im Jahr 2000: 37 %).

Die Lehre stellt einen besonders sensiblen Bereich dar, in welchem Tiere eingesetzt werden. Insbesondere bei Verwendungszwecken, die i.d.R. nicht auf neue wissenschaftliche Erkenntnisse, sondern auf die Reproduktion bekannter Inhalte abzielen, besteht Anlass, außer Tierversuchen i.e.S. (d.h. an lebenden Tieren) auch solche Verwendungen zu berücksichtigen, für die Tiere vorher eigens getötet werden. Hier müssen schwere Defizite in puncto Vorbildfunktion, pädagogische Qualität und Fortschrittlichkeit seitens der Hochschulen konstatiert werden. Obwohl zahllose Dokumentationen die Existenz moderner und effektiver Alternativmethoden von Computersimulationen über schmerzlose Selbstversuche oder Filmmaterial bis hin zu Plastikmodellen zur Vermittlung von Lehrinhalten belegen (siehe z.B. Akademie für Tierschutz, 1995; Zinko et al., 1997), finden diese immer noch keine weitgehende Anwendung.

Das in der BRD grundgesetzlich garantierte Recht auf freie Forschung und Lehre trägt dazu bei, dass sich in beiden Bereichen Alternativmethoden bislang nur sehr begrenzt durchsetzen konnten. Trotz der Vorgabe des Tierschutzgesetzes, Tierversuche nur dann als zulässig zu bewerten, wenn „der verfolgte Zweck nicht durch andere Methoden oder Verfahren erreicht werden kann“, haben Experimentatoren letztlich die freie Wahl der Methode. Dabei bleiben allzu oft wissenschaftliche und ethische Aspekte, die für die Alternativmethoden sprechen, unberücksichtigt.

Ausgewählte Literatur: Akademie für Tierschutz (Hg.): Gelbe Liste Tierversuche – Alternativen, Teil 4: Tierverbrauchsfreie Verfahren in der Ausbildung von Biologen, Medizinern und Veterinärmedizinern, Köllen Verlag, Bonn 1995. – Gettings, S. D., Teal, J. J., Bagley, D. M. et al.: The CTFA evaluation of alternatives program: an evaluation of in vitro alternatives to the Draize primary eye irritation test. In Vitro Toxicology 4, 247-288, 1991. – Kolar, R.: Die Abwägung der ethischen Vertretbarkeit von Tierversuchen: Theorie und Praxis. ALTEX 17, 4/00, 227-234, 2000. – Rusche, B.: Die Entwicklung von Alternativmethoden – kritisch betrachtet. In: Forschung ohne Tierversuche 1997. H. Schöffl, H. Spielmann, J. Döhmer, A.F. Götschel, F.P. Gruber, M. Liebsch, H. Juan (Hg.), Springer-Verlag, Wien, New York 1998, 1-6, erschienen in der Reihe Ersatz- und Ergänzungsmethoden zu Tierversuchen, hg. von H. Schöffl, H. Spielmann, H.A. Tritthart. – Russel, W. M. S. and Burch, R. L.: The principles of humane experimental technique. London: Methuen & Co Ltd., 1959 (Special Edition 1992. Herts: Universities for Animal Wel-fare). – Zinko, U., Jukes, N. and Gericke, C.: From guinea pig to computer mouse; alternative methods for humane education. EuroNICHE, 1997.

Weitere Informationen unter:

Altweb (Alternatives to Animal Testing Web Site): http://altweb.jhsph.edu/

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Redaktion:
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Dr. Barbara Dinkelaker
Dr. Daniel Dreesmann

Wissenschaftliche Fachberater:
Professor Dr. Helmut König, Institut für Mikrobiologie und Weinforschung, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Professor Dr. Siegbert Melzer, Institut für Pflanzenwissenschaften, ETH Zürich
Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

Essayautoren:
Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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