Neuer Bluttest ermöglicht tierfreundlichere Krebsforschung

Ein Forschungsteam der Philipps-Universität Marburg hat einen neuen Ansatz entwickelt, mit dem sich Tumorwachstum in Mausmodellen besonders schonend überwachen lässt. In diesem messen die Wissenschaftler bestimmte Enzyme direkt im Blut der Tiere.

So können sie auf aufwendige bildgebende Verfahren verzichten und die Tumorlast präzise verfolgen. Die Methode reduziert Stress und Belastung für die Tiere deutlich und folgt konsequent dem sogenannten 3R-Prinzip für verantwortungsvolle Tierversuche. Um die Anwendung durch andere Wissenschaftler zu ermöglichen, haben die Tumorbiologinnen Dr. Nastasja Merle und Imke Bullwinkel aus der Arbeitsgruppe von Prof. Thorsten Stiewe vom Institut für Molekulare Onkologie der Philipps-Universität Marburg eine detaillierte Anleitung im Fachmagazin „Nature Protocols“ veröffentlicht (https://doi.org/10.1038/s41596-025-01315-9).

Breites Anwendungsspektrum

Die Methode ist für verschiedene Krebsarten geeignet. Sie kann sowohl bei transplantierten Tumoren als auch bei Tumoren angewendet werden, die sich direkt im Tier entwickeln, etwa in inneren Organen wie der Lunge oder der Bauchspeicheldrüse. Obwohl Forschende viele Fragestellungen heute mithilfe von Zellkulturen untersuchen können, sind Tierversuche in der Krebsforschung weiterhin unverzichtbar. So z. B. um frühe Tumorstadien oder das Zusammenspiel von Tumor und Immunsystem zu verstehen. „Umso wichtiger ist es, diese Versuche stetig zu verbessern und Tierleid im Sinne des 3R-Prinzips zu reduzieren, zu verfeinern und, wo möglich, zu ersetzen“, ordnet Thorsten Stiewe ein. (Siehe Infokasten zu 3R).

„Die hier vorgestellte Methode zeigt eindrucksvoll, dass exzellente Forschung und hohe ethische Standards kein Widerspruch sind“, sagt der Forschungsvizepräsident der Universität Marburg, Prof. Gert Bange. „Indem Belastungen für die Tiere reduziert und gleichzeitig aussagekräftige Daten gewonnen werden, setzt diese Arbeit wichtige Impulse für eine verantwortungsvolle biomedizinische Forschung.“

Bluttest reicht zur Tumorüberwachung aus

Kern der Methode ist die Markierung von Tumorzellen mit sogenannten sekretierten Luciferasen. Das sind leuchtfähige Enzyme, die bestimmte Moleküle in Lichtsignale umwandeln können. So sind sie z. B. auch für das Leuchten von Glühwürmchen verantwortlich. Diese Luciferasen werden von den Tumorzellen ins Blut abgegeben, wobei ihre Konzentration das Tumorwachstum widerspiegelt. Je größer der Tumor wird, desto stärkere Lichtsignale lassen sich im Blut messen. Durch die Entnahme kleiner Blutmengen können Forschende das Tumorwachstum über Wochen oder Monate hinweg verfolgen – ganz ohne bildgebende Verfahren, für welche eine belastende Narkose notwendig wäre. Zudem lassen sich unterschiedliche Tumorzelltypen mit verschiedenen Luciferasen markieren, sodass mehrere Tumorarten innerhalb eines einzigen Tieres vergleichend untersucht werden können. Die Methode trägt somit zur Verbesserung der Versuchsbedingungen für die Tiere (Refine) und zur Verringerung der Tieranzahl (Reduce) bei.

Der Wert konzentrierter Grundlagenforschung

Die Arbeitsgruppe von Thorsten Stiewe hat das Luciferase-System über einen Zeitraum von mehr als zehn Jahren kontinuierlich entwickelt und optimiert. Zahlreiche Wissenschaftler haben zu seiner Weiterentwicklung beigetragen. Die nun veröffentlichte Arbeit fasst die Methode erstmals systematisch zusammen. In Form eines detaillierten Protokolls steht sie anderen Forschungsteams nun zur Verfügung. „Wir erhoffen uns von der Veröffentlichung dieses Protokolls, dass die Methode breitere Bekanntheit erfährt, von anderen Wissenschaftlern angewandt wird und so zu einer Verbesserung der Tierversuche in der Krebsforschung im Sinne des 3R Prinzips beiträgt“, kommentieren die Erstautorinnen der Publikation, Dr. Nastasja Merle und Imke Bullwinkel.

Das Verfahren ist breit einsetzbar und lässt sich mit unterschiedlichen Mausmodellen und Fragestellungen in der Krebsforschung kombinieren. Das Spektrum reicht von der Grundlagenforschung bis zur Testung neuer Therapien. So hoffen die Forschenden, dass die Methode künftig in vielen Laboren weltweit Anwendung findet und so zu einer besseren Vergleichbarkeit präklinischer Studien beiträgt. Langfristig könnte sie helfen, neue Krebsmedikamente effizienter und zugleich tierfreundlicher zu entwickeln.

Das 3R-Prinzip in der Tierversuchsforschung

Die Wissenschaftler William Russell und Rex Burch haben das 3R-Prinzip 1959 formuliert. Es bildet bis heute die Grundlage für einen ethisch verantwortungsvollen Umgang mit Tierversuchen in der Forschung. Denn Ziel des 3R-Prinzips ist es, Tierleid zu vermeiden und Tierversuche durch neue Methoden kontinuierlich zu verbessern.

Replace (Ersetzen): Tierversuche sollen, wo immer möglich, durch alternative Methoden wie Zellkulturmodelle ersetzt werden.
Reduce (Verringern): Die Anzahl der eingesetzten Tiere soll auf das notwendige Minimum reduziert werden.
Refine (Verbessern): Belastung und Stress der Tiere sollen durch verbesserte Versuchsbedingungen und schonendere Methoden minimiert werden.