Menneskeceller kan erstatte forsøgsdyr

12 millioner europæiske mus, rotter, kaniner, aber og andre dyr udsættes hvert år for omfattende og til tider smertefulde forsøg for at sikre, at nye stoffer og produkter er sikre for mennesker. Dyreforsøgene udgør grundlaget for, om et stof kan godkendes eller ej.

Men uheldigvis er dyreforsøg ikke altid ideelle til at forudsige effekter i mennesker.

»Dyreforsøg kan ikke i sig selv forudsige human risiko 100%, eftersom der er forskelle mellem arter. Forsøgene kræver rigtig mange forsøgsdyr for at have tilstrækkelig statistisk styrke,« siger professor Lisbeth E. Knudsen fra Institut for Folkesundhedsvidenskab på Københavns Universitet.

Laboratorieforsøg som alternativ

Derfor arbejder mange forskere rundt i verden på at udvikle alternativer, som helt kan erstatte nogle dyreforsøg – eller i det mindste supplere, så færre dyr skal lide og lade livet.

Lisbeth E. Knudsen er en af disse forskere, og hun har netop arrangeret et europæisk møde, hvor forskere mødtes i Danmark for at diskutere alternativer til dyreforsøg.

»Jo mere man kan undersøge in vitro (i glas, red.), des mere kan man udlede om mekanismerne bag en effekt,« siger hun.

Tanken er, at laboratorieforsøg, der er baseret på menneskeceller, vil være bedre til at forudsige effekter i netop mennesker end de nuværende dyreforsøg er. Samtidig er de også væsentligt billigere og forholdsvis nemme at udføre.

Da et kemikalie kan påvirke mennesker på mange forskellige måder, skal der udvikles et bredt arsenal af in vitro-test specifikt til hver eneste påvirkning.

Dette gøres på mange forskellige måder rundt i verden, ikke mindst her i Danmark, hvor der på mødet blev præsenteret adskillige alternativer til dyreforsøg.

Metoderne dækker bredt fra at udvikle cellesystemer til at bruge dele af menneskets krop til at teste med.

Påvirkninger af fostre

Moderkagen fra et planlagt kejsersnit er f.eks. guld værd til at teste, hvilke sundhedsfarlige stoffer, der bevæger sig fra moderen og over i fosteret under graviditeten.

Alt fra pesticider, blødgørere i plastik, flammehæmmere i elektronik og tjærestoffer fra trafik til nikotin, alkohol og koffein transporteres uden problemer fra mor til barn, viser modellen.

»Placentamodellen kan supplere in vitro-studier og dyreeksperimentelle studier med data om transport over menneskers moderkage i slutningen af graviditeten. Testen er således et supplement, der bidrager med data fra mennesker uden at være invasiv,« fortæller Lisbeth E. Knudsen.

Hun bruger modellen i sin forskning, og har desuden brugt den til at udvikle et testsystem af humane celler, kaldet BeWo, som kan bruges til at studere, hvordan forskellige stoffer kan transporteres over et enkelt lag moderkageceller.

Tilgængelighed er vigtigt for effekten

En anden teknik, som er baseret på reelt væv fra et menneske, har set dagens lys på Syddansk Universitet.

Her bruges menneskehud, som er til overs efter kirurgiske indgreb, til at teste stoffers evne til at trænge igennem huden.

I testen af stoffer handler det nemlig ikke kun om den mulige effekt i kroppen:

»Man kan ikke sige noget sikkert om effekten af et stof i et menneske ved at måle effekten i en celle, med mindre man ved, om stoffet overhovedet kan optages i kroppen og nå frem til den sårbare celle – altså om stoffet er biotilgængeligt,« udtaler lektor Jesper Bo Nielsen fra Institut for Sundhedstjenesteforskning på SDU.

Han har blandt andet kigget på te-træolie, som er en æterisk olie, der udvindes fra bladene på det australske te-træ.

Olien bruges i den alternative medicin som et udvortes bakteriedræbende middel mod alt fra betændelse til akne.

Forsøg med olien har tidligere vist, at den har en østrogenlignende effekt – dvs. stoffet efterligner østrogen og kan dermed have en hormonforstyrrende effekt.

Men te-træolie er en blanding af mange forskellige stoffer, og da Jesper Bo Nielsen testede oliens evne til at trænge igennem huden, viste det sig, at det kun var 3 af oliens 15 stoffer, der rent faktisk trængte igennem.

Når disse tre stoffer blev testet alene, havde ingen af dem en østrogen effekt. Derfor er det vigtigt ikke kun at se på potentialet for skadelig effekt i mennesker, men også om stoffet overhovedet har en chance for at kunne udøve sin effekt i kroppen.

Cellemodeller som supplement til dyr

På Danmarks Tekniske Universitet, DTU, bruges en helt anden tilgang.

Her arbejder en gruppe med at udvikle cellebaserede modeller, der kan beskrive hormonforstyrrende og fosterskadende effekter.

»Vi bruger et batteri af cellemodeller for at klarlægge mekanismer bag effekter set i dyreforsøg, eller for at finde stoffer som bør undersøges nærmere i dyreforsøg,« fortæller seniorforsker Christine L. Nellemann fra DTU Fødevareinstituttet.

Et hormonforstyrrende stof kan påvirke selve dannelsen af kønshormoner, bindingen af vores egne kønshormoner til vores receptorer, eller ramme helt andre mekanismer, som kan give hormonforstyrrende effekter.

»Ved celleforsøg kigger vi kun på én eller få mekanismer. En cellemodel kan på nuværende tidspunkt intet sige om optag, fordeling og udskillelse af stoffet fra en levende krop. Derfor kan cellemodeller ikke erstatte dyreforsøg,« forklarer Christine L. Nellemann

Hun understreger, at man ved at teste i både cellemodeller og dyreforsøg kan opnå bedre resultater og samtidig vurdere effekten i hele organismen.

»Det er kun i de tilfælde, hvor en cellemodel viser en tydelig effekt og vi ved, at denne effekt medfører skader i dyreforsøg, at man kan sige, man ikke behøver at foretage dyreforsøget,« siger hun.

»Til gengæld er celleforsøg meget velegnede til indledende prioritering af stoffer og til at forstå, hvorfor vi finder en effekt i dyreforsøg.«

Hornhindeceller i stedet for kaninøjne

Et mere specifikt alternativ til dyreforsøg er under udvikling i Århus.

Det drejer sig om et alternativ til at teste øjenirritation.

Når øjenirritation traditionelt skal testes, bruges den såkaldte Draize-test, hvor stoffer påføres kaniners øjne for at se, om stoffet gør øjet rødt, hævet eller forårsager blindhed.

De århusianske forskere arbejder på et alternativ, nemlig en cellelinje af humane hornhindeceller.

»Forsøgene med denne cellelinje er under udførsel. Dog virker de som et lovende alternativ eller supplement til dyreforsøgene,« fortæller ph.d. Tanja Krüger.

Hun er en del af professor Eva C. Bonefeld-Jørgensens forskergruppe ved Institut for Folkesundhed, Center for Arktisk Miljømedicin, på Århus Universitet.

Inden alternative metoder kan erstatte dyreforsøg, skal de først valideres og derefter implementeres i lovgivningen.