(14) Ein Atlas an Ersatzmethoden in der Entwicklungsbiologie

Entwicklungsbiologen untersuchen die Entwicklung von Lebewesen: Wie entsteht aus einer einzelnen befruchteten Eizelle ein ganzer Organismus mit Millionen von Zellen? Welche Gene müssen wann wie aktiviert werden, damit der Vorgang reibungslos abläuft? Um diese Prozesse zu untersuchen, benötigen die Forschenden heute tierische Embryonen, zum Beispiel von Mäusen.

In den vergangenen Jahren haben Forschungsgruppen jedoch Alternativen zu diesen Tierversuchen entwickelt: sogenannte Gastruloide, künstlich hergestellte (in vitro), dreidimensionale Zellmodelle, die gewisse ähnliche Eigenschaften aufweisen mit dem Tiermodell. Die Gastruloid-Modelle haben Vor- und Nachteile, zu den Nachteilen gehören, dass sie bei weitem nicht alle Entwicklungsprozesse eins zu eins nachstellen können.

Hier kommt das Forschungsprojekt von Alexandre Mayran von der EPFL ins Spiel. «Um den Wechsel zu den Ersatzmethoden zu erleichtern, müssen wir die Forschenden von den neuen in vitro-Methoden überzeugen, indem wir ihnen zeigen, was die Modelle können und was nicht.» Mayran kann dabei auf eigene Erfahrung abstützen: «In unserem Labor haben wir 80 Prozent der Tierversuche in diesem Bereich durch Gastruloide ersetzen können.»

Im Forschungsprojekt wird Mayran und sein Team die aktuell zur Verfügung stehenden Gastruloid-Modelle systematisch untersuchen und mit den Tiermodellen vergleichen. Danach wird er eine Art Atlas der Gastruloid-Modelle (und verwandten Modellen) erstellen, die Forschungsgruppen in Zukunft helfen werden, zu entscheiden, welches Modell für ihre Forschungsfrage am besten geeignet ist. Als Letztes wird das Team die Modelle optimieren und für andere biologische System zugänglich machen.

Expanding the toolbox of stem cell derived models of embryos