Da die Einnahme von Medikamenten in der Schwangerschaft zu Missbildungen des Embryos führen kann, ist das embryotoxische Potential eines Wirkstoffkandidaten Bestandteil präklinischer Studien, die zurzeit nach OECD Richtlinien im Tierversuch erfolgen. In Europa kommen jährlich etwa 11 Millionen Versuchstiere zum Einsatz. Etwa die Hälfte der verwendeten Tiere dient der Ermittlung des knochenschädigenden Potenzials solcher Wirkstoffkandidaten. Dr. Nicole zur Nieden, Leiterin der Arbeitsgruppe Stammzelltechnologie am Fraunhofer IZI, und ihr Team arbeiten an der Entwicklung eines Verfahrens, das knochenschädigende Potenziale von Wirkstoffkandidaten in vitro nachweist. Dazu soll die Differenzierung pluripotenter Stammzellen in einem kontrollierten Bioreaktor in mehreren Phasen nachgestellt und überwacht werden. Unter Zugabe von Substanzen kann dann die potentiell differenzierungs-hemmende Wirkung aufgedeckt werden. Die aus nicht-humanen Primaten stammenden embryonalen Stammzellen, die zur Anwendung kommen, sollen mit Vorläuferzellen humanen Ursprungs verglichen werden, um eventuelle unterschiedliche molekulare Reaktionen im Vergleich zum etablierten Testorganismus (Maus) festzustellen.

Die DASGIP, führender Hersteller paralleler Bioreaktor-Systeme, bringt sein Bioreaktor-System für die Stammzellforschung in das Projekt ein. Durch dessen Weiterentwicklung wollen Dr. Matthias Arnold, Vorstand Technik bei der DASGIP, und die Forscher am Fraunhofer IZI die mehrphasige Kultivierung von Stammzellen in verschiedenen Stadien von Arzneimitteltests ermöglichen und automatisieren.

Die Bundesregierung fördert das Projekt und handelt damit im Interesse internationaler Institutionen wie OECD und EU. Seit 1986 unterstreicht die EU Kommission ihr Interesse an Verfahren, die Tierversuche minimieren, ersetzen oder zumindest verbessern. Im April wird die EU Kommission ihre neuen Ideen zur Vermeidung von Tierversuchen und zur Förderung alternativer Methoden veröffentlichen.

Nicht nur die Politik, auch die Industrie hat nachhaltiges Interesse an alternativen Methoden des Medikamententests: Im Gegensatz zu bestehenden Ansätzen soll das stammzellbasierte Verfahren des Fraunhofer IZI eine deutlich höhere Voraussagekraft für den Menschen besitzen, kostengünstig sein und sich durch eine kurze Testdauer auszeichnen. Auch Dr. Thomas Drescher, Vorstandsvorsitzender der DASGIP AG, freut sich darauf, Wirkstoffentwicklern ein Bioreaktorsystem anbieten zu können, das einen Teil der derzeitigen Tierversuche im Rahmen der entwicklungsspezifischen Knochentoxizitätstest von Arzneimitteln, aber auch Industriechemikalien, Pflanzenschutzmitteln und Kosmetika ersetzen könnte.

Weitere Projektpartner sind die Zentralstelle zur Erfassung und Bewertung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden zum Tierversuch am Bundesinstitut für Risikobewertung und das Schweizer Auftragsforschungslabor RCC Ltd.