Institut_Pharmazie

Forschung

Keratinozyten
Keratinozyten
Fibroblasten
Fibroblasten

In der Abteilung Pharmakologie der Pharmazie der Freien Universität Berlin (Leitung: Prof. Dr. M. Schäfer-Korting) werden dreidimensionale Hautmodelle (rekonstruierte Humanhaut) entwickelt. Auf dieser Basis beruht auch die Etablierung von Krankheitsmodellen der Haut - z.B. durch das Ausschalten spezifischer Gene und durch Kokulturen mit z.B. Tumorzellen. Diese komplexen Gewebe aus primären, humanen, differenzierenden Zellen unterschiedlicher Art (Keratinozyten, Fibroblasten u.a.) bilden die vielfältigen Funktionen der Haut des Menschen gut ab. Für die damit mögliche Prüfung von Arzneistoffen/Arzneimitteln und Giften werden In-vitro-Methoden zur Vorhersage von Resorption und Biotransformation sowie erwünschter und schädlicher Wirkungen auf den Menschen etabliert und validiert. Ziel ist die genauere Vorhersage der Effekte – bei gleichzeitiger Einsparung von Tierversuchen.

Unter den Alternativverfahren zu Tierversuchen nimmt die Haut eine besondere Stellung ein. Angesichts des dringenden Wunsches der Gesellschaft, vor allem bei Kosmetika auf Tierversuche zu verzichten, wurden basierend auf rekonstruierter humaner Epidermis Methoden zur Prüfung auf Korrosion, Irritation und Phototoxizität etabliert und validiert, die in internationale Prüfrichtlinien eingegangen sind. Nunmehr läßt die Rekonstruktion erkrankter Haut – nach Optimierung und Validierung – den Einsatz in der präklinischen Forschung denkbar erscheinen. Aufgrund der mehr als 2 Jahrzehnte langen Forschung nimmt auch bei den Krankheitsmodellen die dermatopharmakologische/ dermatotoxikologische Forschung eine führende Position ein.

Wissenschaftler der Freien Universität Berlin befassen sich z.B. mit Modellen der aktinischen Keratose und des atopischen Ekzems, basierend auf Kokulturen mit Tumorzellen sowie durch Ausschalten krankheitsassoziierter Gene in Primärzellen. Diese Modelle gilt es zu optimieren, um an humanem Material forschen zu können, das in seiner Komplexität dem erkrankten Organ und der Diversität der Menschen entspricht. Einfache Kulturen isolierter Zellen bilden vielfach ein Organ in seiner Komplexität nicht hinreichend ab. Von Zelllinien, auch solchen humanen Ursprungs, ausgehende Konstrukte vernachlässigen die Diversität (Geschlecht, Alter, Ethnie, Krankheiten etc).

Mit der Testung an rekonstruierten Organen, aufgebaut aus menschlichen Zellen, entfallen Probleme bei der Übertragbarkeit von Ergebnissen von Tierversuchen auf den Menschen. Diese findet man bei Wirkungen auf die Haut häufig. So ist die Epidermis von Nagetieren wesentlich dünner als beim Menschen und weist eine wesentlich höhere Dichte von Haarfollikeln auf, die Shuntwege für die Aufnahme von Fremdsubstanzen darstellen. Die Aufnahme von Fremdstoffen über die Haut wird daher bei der Testung an Nagern grundsätzlich erheblich überschätzt.

Ist die Aufnahme von Substanzen aus der Umwelt unerwünscht und schützt die Barriere der gesunden menschlichen Haut – zumindest partiell – vor schädlichen Wirkungen, so gilt es andererseits die Aufnahme von Arzneistoffen über die Haut zu fördern. Vielfach schließt nämliche die unzureichende Aufnahme eine – in der Regel gut verträgliche – Lokaltherapie von Hauterkrankungen aus. Zudem bietet sich die Anwendung über die Haut bei systemisch wirkenden Arzneistoffen an, die wegen ungünstiger Eigenschaften (rasche Elimination, z.T. bereits in der Leber vor dem Erreichen des Blutkreislaufs) nur schwer oral eingesetzt werden können. Gegenstand der Forschung der Arbeitsgruppe Schäfer-Korting sind daher auch Möglichkeiten zur Penetrationsförderung mittels Nanopartikeln.

Die Forschung wird finanziell gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (SFB 1112, Teilprojekt C02) und das Bundesministerium für Bildung und Forschung (Berlin-Brandenburger Forschungsplattform für die 3R[1]; BB3R). Das in die Forschungsplattform eingebettete Graduiertenkolleg BB3R (Leitung: Prof. Schäfer-Korting) ermöglicht die breite Qualifizierung von Nachwuchswissenschaftlern (Juniorprofessoren und Doktoranden) auf dem Gebiet der tierschonenden Forschung.

Kooperationspartner (in Auswahl)

Berlin: Prof. Ulrike Alexiev (Physik), Prof. Robert Bittl (Physik), Prof. Rainer Haag, Prof. Eckhard Rühl (Chemie) der Freien Universität Berlin, Prof. Jürgen Lademann, Prof. Konstanze Vogt (Charité-Universitätsmedizin Berlin)

National: Prof. B. Kleuser (Universität Potsdam), Prof. Ellen Fritsche (Leibniz-Institut für Umweltmedizinische Forschung, Düsseldorf)

International: PD Dr. Hans-Christian Hennies (Medizinische Universität Innsbruck), Prof. Howard Maibach, Prof. Shoreh Nafisi (University of California, San Francisco), Prof. Eder Romero (Universidad der Quilmes, Buenos Aires)


[1] 3R: Reduction (Reduktion der Zahl benötigter Versuchstiere); Replacement (vollständiger Ersatz des Tierversuchs); Refinement (Verfeinerung bislang unverzichtbarer Tierversuche durch Senkung der Belastung)