VISION

Berliner Bausatz

Medikamententests sind langwierig, teuer und führen oft in Sackgassen. In Berlin forschen Wissenschaftler an einer Test­alternative: dem Menschen auf einem Chip.

Text  Till Schröder  Foto Otsuka America Pharmaceutical

Die Zukunft ist so groß wie ein Plastikbaustein für Kinder. Und auch nicht viel schwerer. Sie wird in einem alten Gewerbehof in Berlin-Wedding produziert, neben einem Umzugs­unternehmen und über einer Sprachschule. Im vierten Stock soll hier eine Revolution der Medizin heranwachsen – der Human-on-a-Chip.

Der Weg zu einem wirksamen Medikament ist bisher mühselig und teuer. Im Schnitt benötigen Präparate 10 bis 13 Jahre bis zur Marktreife. Auf dem Weg dahin scheitern 80 Prozent an der Zulassung. Das Hauptproblem: die Ungenauigkeit von Tierversuchen. Was beim Kleintier funktioniert, ist für größere Tiere oder gar für Menschen nicht unbedingt geeignet. Oft zeigt sich die Nichteignung eines Mittels sehr spät, meist erst bei Tests an Freiwilligen. Dann heißt es: Zurück auf Los. Im Schnitt investieren Pharma­unternehmen 800 Millionen Euro pro Medikament.

In Berlin-Wedding arbeiten die Forscher von TissUse an einer Alternative. Das Unternehmen „baut“ menschliche Organe nach. Auf einem Chip genannten Glasobjektträger werden Organmodelle im Kleinformat kultiviert. Eine Steuereinheit „durchblutet“ den künstlichen Miniorganismus über Vakuumpumpen. So lässt sich zum Beispiel die Funktionsweise von Lunge, Leber, Haut oder Darm simulieren. Biotechniker injizieren Wirkstoffe und entnehmen Proben, ganz wie im herkömmlichen Labor. Nach Angaben der Herstellerfirma steht diese Organ-on-a-chip-Technologie kurz davor, die Komplexität des menschlichen Stoffwechsels sicher abbilden zu können. Eine erste Tumorstudie, die in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen Bayer entstand, ist vielversprechend.

Dr. Reyk Horland, Leiter Business Development bei TissUse, ist optimistisch: Bis zu 60 Prozent aller Tierversuche – so seine Einschätzung – könnten mit der Chiptechnologie überflüssig werden. Und auch die ersten Tests am Menschen könnten eines Tages durch Chipversuche ersetzt werden. „Dann müssten sich gesunde, freiwillige Probanden nicht mehr dem Risiko unvorhersehbarer Nebenwirkungen aussetzen“, hofft Horland.

Ihr nächstes Ziel haben sich die Forscher schon gesetzt. Sie wollen ein zentrales ­Nervensystem entwickeln, das zum Beispiel Muskel­kontraktionen simulieren kann. Hier, im Nervensystem, stößt die Technologie allerdings an Grenzen. Genauso wie sie keinen Knochen­bruch simulieren kann, kann sie auch das Gehirn nicht vollständig abbilden. Fühlen und denken wird der Chip also niemals können.

Dafür könnten die Chips zur Grundlage der Individualmedizin werden. Bislang agiert die Medizin oft eindimensional, ihr Hauptmodell ist der westeuropäische Mann. Asiaten aber reagieren anders auf Wirkstoffe, Afroamerikaner auch. Und vor allem Frauen. Deren Hormonhaushalte sind so komplex, dass sie in Studien meist ausgeklammert werden. Der Human-on-a-Chip könnte genauere Forschung ermöglichen. In Zukunft könnte für jeden Menschen an eigenen Stammzellen getestet werden, wie er auf Medikamente reagieren wird. Die Pille mit Fingerabdruck kommt.