Menschliches Gewebe statt Tiermodell: Pipeline schließt Lücke zwischen Klinik und Forschung
#Tierversuche
Anja Kühl - Charité Berlin
An der Charité entsteht eine Plattform, die Gewebe, das bei Operationen übrigbleibt, schnell und zuverlässig für Forschung zugänglich macht. So können Forschende mit frischem humanem Material arbeiten, bessere Krankheitsmodelle entwickeln und vermehrt auf Tierversuche verzichten.
Bei Operationen, etwa dem Entfernen eines Tumors, fällt oft mehr Gewebe an, als für die pathologische Untersuchung und Diagnostik notwendig ist. Viel Material landet daher bisher ungenutzt im Abfall. Die Primary Tissue Pipeline (PTP) greift genau hier ein: Das Team um Dr. Karin Schmelz von Charité 3R sorgt dafür, dass Forschungslabore frisches Gewebe direkt aus dem OP nutzen können – zügig und nach pathologischer Begutachtung. Charité 3R ist eine Einrichtung der Charité – Universitätsmedizin Berlin zur aktiven Unterstützung des 3R-Prinzips (Replace, Reduce, Refine) in der biomedizinischen Forschung.
"Die ersten 30 Minuten nach der Entnahme sind entscheidend", erklärt Schmelz. "Diese Zeitkette halten wir mit der PTP ein." Die Forscherin entwickelt und etabliert die PTP derzeit an der Charité im Rahmen des Projekts "Turning Clinical Waste into Scientific Gold – Aufbau einer Primary Tissue Pipeline als Serviceplattform zur Bereitstellung lebender humaner Bioproben für die Forschung". Die VolkswagenStiftung fördert das außergewöhnliche Projekt in der Initiative "Pioniervorhaben – Impulse für das Wissenschaftssystem". Die Forscherin setzt mit ihrem Projekt dort an, wo es bislang noch keinen systematisierten Ablauf gibt: "Es ist tragisch, dass bisher so viel hochwertiges Material für Forschung ungenutzt bleibt. Mit der Pipeline heben wir diesen Schatz – zum Nutzen der Forschung und der Patientinnen und Patienten."
Weniger Tierversuche dank menschlichen Materials
Wer direkt mit menschlichem Gewebe arbeitet, spart oft den Umweg über Tiermodelle. Die Forschenden analysieren bspw. Tumore oder auch gesundes Gewebe der Zielart Mensch. Daraus lassen sich etwa Mini-Organe, sog. Organoide, bauen, die Krankheiten realistisch nachstellen. Die Modelle lassen sich gezielt verändern, um Krankheitsmechanismen zu verstehen oder Wirkstoffe zu testen – häufig näher an der klinischen Realität als im Tiermodell. Bei strikt human-pathogenen Erregern gibt es zudem gar keine passenden Tiermodelle.
Mikroskopische Sicht auf SARS-CoV-2 infiziertes Flimmerepithel der Atemwege.
Dennoch bietet menschliches Gewebe nicht für alle Forschungsansätze das perfekte Forschungsobjekt. "Die Modelle werden komplexer und besser – aber sie ersetzen nicht in allen Fragen das Tierexperiment. Beispielsweise lässt sich das Immunsystem in einem solchen Modell nicht so gut darstellen wie im Tierversuch. Wichtig ist, dass wir jeweils das beste Modell wählen. Oft ist das heute schon ein humanes Modell", sagt Schmelz.
PTP als Brücke zwischen Klinik und Forschung
Das PTP-Team arbeitet projektbezogen: Forschende melden ihren Bedarf, das Team prüft, welche Eingriffe das passende Material liefern, und spricht die beteiligten Kliniken an. Gemeinsam legen alle den Ablauf fest: Wer wählt die Patient:innen aus? Wer klärt sie zur Probennahme auf? Wer übergibt wann welches Material?
Am OP-Tag sind geschulte Mitarbeitende aus dem PTP-Projekt vor Ort. Sie holen die Probe ab, stimmen sich mit der Pathologie ab und bringen das freigegebene Gewebe direkt ins Labor – bei Bedarf auch campusübergreifend. Diese Präsenz sichert die Probennahme, entlastet das Klinikpersonal und schafft verlässliche Qualität.
Ohne Einwilligung der Patient:innen läuft dabei nichts. Zur Probennahme kommt es nur, wenn das Einverständnis der Patient:innen vorliegt. Die Wissenschaftler:innen ersetzen Namen durch Codes, verwalten Einwilligungen zentral und setzen Widerrufe konsequent um. Die PTP-Projektgruppe stellt so sicher, dass Rechte und Privatsphäre gewahrt werden.
Vom Piloten zum festen Angebot
Die Pilotphase zeigt den Bedarf deutlich: Das Team hat bereits jetzt – nicht einmal 16 Monate nach Start des stiftungsgeförderten Projektes – über 30 Forschungsvorhaben unterstützt. "Viele wären ohne die Pipeline gar nicht gestartet oder früh versandet", berichtete Schmelz. Denn ein systematisiertes Verfahren, frische Gewebeproben direkt aus der Klinik in die Forschung zu geben, wie Schmelz und ihr Team es derzeit etablieren, gibt es so noch nicht in Deutschland.
Aktuell weitet die Projektgruppe um Karin Schmelz ihre Arbeit auf alle Charité-Standorte aus, stellt standardisierte Abläufe auf, schult Personal und macht den Service über die Berliner Buchungsplattform Open IRIS sichtbar. Mittelfristig soll die Pipeline als feste sog. Core Facility laufen. "Wir sind gekommen, um zu bleiben", sagt Schmelz. Ein nutzungsbasiertes Modell soll die laufenden Kosten tragen; Drittmittel und Kooperationen füllen Lücken.
Vorbild über Berlin hinaus
Die Pipeline steht auch Partner:innen ohne eigene Kliniknähe zur Verfügung, in Berlin etwa dem Max-Delbrück-Centrum. Und die PTP-Projektgruppe misst zugleich ihren eigenen Effekt: Sie holt Feedback ein, erfasst Durchlaufzeiten und Qualität und verknüpft Projekte mit Publikationen und Drittmitteln. So verbessert sich die Struktur ständig und schafft die Grundlage für eine mögliche Skalierung: erst berlinweit, dann als Blaupause für weitere (Universitäts-)Kliniken.
Die Recherche für den Beitrag wurde unterstützt durch künstliche Intelligenz.
