Die Diskussion um Tierversuche in der Arzneimittelforschung gewinnt zunehmend an Bedeutung. Der Bedarf an alternativen Methoden wächst, da Tierversuche als kostspielig und zeitaufwändig gelten. Überdies sind sie stark von qualifiziertem Personal abhängig, was die Durchführung zusätzlich erschwert. In diesem Kontext erhält Patrick Müller, Professor für Entwicklungsbiologie an der Universität Konstanz, einen Proof of Concept Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC) in Höhe von 150.000 Euro für sein Projekt „EmbryoNet-AI“. Sein Ziel ist es, die KI-gestützte Bildanalyse-Software EmbryoNet zur automatisierten Erkennung von Entwicklungsstörungen bei Tier-Embryonen weiterzuentwickeln.
„EmbryoNet“ ermöglicht die schnelle, kostengünstige und präzise Bewertung der Substanzwirkungen auf biologische Systeme. Die Software, die 2023 in der Fachzeitschrift Nature Methods vorgestellt wurde, übertrifft in der Genauigkeit menschliche Experten. Diese Entwicklung könnte auch dazu beitragen, die Notwendigkeit von Tierversuchen zu reduzieren. Die Automatisierung der Erkennung von negativen Effekten und die Zuordnung von Signalwegstörungen sind Schritte, die die Arzneimittelforschung effizienter gestalten könnten. Im Rahmen des Grants soll eine Online-Plattform entwickelt werden, die weltweit zugänglich ist.
Neue Ansätze zur Reduzierung von Tierversuchen
Ein weiteres bemerkenswertes Projekt ist das 3R-Zentrum 3ROCKIT am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), das sich auf die Entwicklung von Ersatzmethoden wie personalisierten Computermodellen konzentriert. Diese virtuellen menschlichen Zwillinge sollen dazu beitragen, Tierversuche zu reduzieren oder zu ersetzen. Ab dem 1. Januar 2025 wird 3ROCKIT Teil des landesweiten 3R-Netzwerks Baden-Württemberg und erhält eine Förderung von 100.000 Euro jährlich über drei Jahre.
3ROCKIT verfolgt ein 6R-Prinzip, das nicht nur die Reduzierung und den Ersatz von Tierversuchen umfasst, sondern auch die Verbesserung der bestehenden Versuchsansätze. Dr. Nicole Jung leitet das Zentrum, das als Teil des KIT-Zentrums Health Technologies tätig ist. Hierbei spielen digitale Technologien und tiefe neuronale Netzwerkalgorithmen eine zentrale Rolle in der Forschung. Umfassende Forschungsbereiche, wie die Erstellung von digitalen Zwillingen, zielen darauf ab, Therapien individueller zu gestalten und die Effizienz in der Arzneimittelforschung zu steigern.
Der Einfluss von Künstlicher Intelligenz
Künstliche Intelligenz (KI) hat das Potenzial, Tierversuche signifikant zu reduzieren oder sogar zu ersetzen. Wie in verschiedenen Studien und Berichten, darunter auch einem Papier von Anna Hirsch am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland, dargelegt, wird KI bereits für virtuelles Screening, das De-novo-Design von Arzneimitteln und chemische Synthesen eingesetzt. Unternehmen wie Bayer und Roche Pharma implementieren KI-gestützte Methoden, um innovative Ansätze in der Medikamentenentwicklung zu verfolgen.
Ein zentraler Aspekt ist der Mangel an qualitativ hochwertigen standardisierten Daten, der als Engpass für aktuelle KI-Technologien beschrieben wird. Dennoch gilt KI und maschinelles Lernen als „Gamechanger“ in der biotechnologischen Arzneimittelentwicklung, da KI-Systeme Chemikern helfen können, vielversprechende Wirkstoffmoleküle effizienter zu identifizieren. Es besteht jedoch die Notwendigkeit realistische Erwartungen zu haben und interdisziplinäres Denken einzubeziehen, um die vollständige Leistungsfähigkeit von KI in der Arzneimittelforschung auszuschöpfen.
Insgesamt zeigt sich, dass sowohl an der Universität Konstanz als auch am KIT erhebliche Fortschritte in der Entwicklung alternativer Methoden zu Tierversuchen gemacht werden. Die Kombination aus innovativer Technik und dem klaren Ziel, den Einsatz von Tierversuchen zu minimieren, könnte den Forschungsbereich nachhaltig verändern und ethische Bedenken angehen.
