Verbesserung von Tiermodellen für Studien zu menschlichem Altern und Erkrankungen

Abschnitte

• Natürliche versus Labor-Tierstudien
• Umweltherausforderungen in der Natur
• Tagesrhythmen und Genexpression
• Mängel der Laborbedingungen
• Neubewertung von Tiermodellen
• Vollständiges Transkript

Natürliche versus Labor-Tierstudien

Dr. Steven Austad, MD, hebt entscheidende Unterschiede zwischen Tierstudien in natürlichen Habitaten und Laborumgebungen hervor. Er hinterfragt, inwieweit Laborbefunde direkt auf den Menschen übertragbar sind, und verweist auf die Beta-Amyloid-Akkumulation bei Menschenaffen. Diese entwickeln zwar ähnliche Amyloid-Plaques wie Menschen, erkranken jedoch nicht an Alzheimer. Diese Diskrepanz verdeutlicht die Komplexität der Übertragbarkeit tierexperimenteller Forschung auf die Humanmedizin.

Dr. Anton Titov, MD, leitete die Diskussion ein, indem er nach der Korrelation zwischen Tierbeobachtungen und ihrer menschlichen Anwendbarkeit fragte. Das Gespräch zeigt, dass artübergreifende Ähnlichkeiten allein keine verlässlichen Vorhersagen für menschliche Erkrankungen ermöglichen. Dies stellt grundlegende Annahmen der biomedizinischen Forschung infrage.

Umweltherausforderungen in der Natur

Natürliche Lebensräume bieten Umweltherausforderungen, die in Laborumgebungen vollständig fehlen. Dr. Steven Austad, MD, erläutert, dass Tiere in der Natur Wetterextremen, Krankheitserregern und erheblichem Überlebensdruck ausgesetzt sind. Diese natürlichen Herausforderungen erzeugen einen Selektionsdruck, der Gesundheit und Widerstandsfähigkeit fördert. Tiere in freier Wildbahn müssen gesund bleiben, um Räubern und Umweltstressoren zu trotzen.

Labortiere hingegen haben diese Überlebensfähigkeiten durch Generationen geschützter Zucht verloren. Dr. Steven Austad, MD, betont, dass freigelassene Labortiere unter natürlichen Bedingungen keinen Tag überleben würden. Dieser fundamentale Unterschied beeinflusst die Interpretation von Forschungsergebnissen zu Altern und Erkrankungen erheblich.

Tagesrhythmen und Genexpression

Dr. Steven Austad, MD, weist darauf hin, dass über 80 % der Gene täglichen Rhythmen und Aktivierungsmustern unterliegen. Diese zirkadianen Rhythmen sind entscheidend für eine normale biologische Funktion und die Aufrechterhaltung der Gesundheit. In natürlichen Umgebungen verlaufen Lichtveränderungen allmählich und werden von Temperaturschwankungen begleitet. Diese sanften Übergänge synchronisieren die inneren Uhren und Genexpressionsmuster korrekt.

In Laboratorien hingegen erfolgen Lichtwechsel abrupt – an und aus –, was die natürlichen Tag-Nacht-Zyklen nicht nachahmt. Diese künstliche Umgebung stört die normale Genregulation. Solche Störungen können die Ergebnisse von Studien zu Altern und Erkrankungen erheblich verfälschen.

Mängel der Laborbedingungen

Standardlaborpraktiken schaffen stark vereinfachte Umgebungen mit geringer ökologischer Validität. Dr. Steven Austad, MD, erklärt, dass Forscher historisch Bedingungen standardisierten, um Experimente zu vereinfachen. Laboratorien halten konstante Temperaturen aufrecht und eliminieren Krankheitserreger. Obwohl dies für Kontrollzwecke nützlich ist, entfernen diese Maßnahmen natürliche Stressoren, die die Biologie der Tiere prägen.

Dr. Steven Austad, MD, betont, dass heutige Labortiere ein fundamental anderes biologisches System darstellen als ihre wildlebenden Artgenossen. Das Interview mit Dr. Anton Titov, MD, untersucht, wie diese künstlichen Bedingungen Forschungsergebnisse verzerren können. Das Fehlen natürlicher Herausforderungen bedeutet, dass Labortiere nie dieselben Resilienzmechanismen wie Wildtiere entwickeln.

Neubewertung von Tiermodellen

Dr. Steven Austad, MD, fordert eine grundlegende Überprüfung der Haltung von Labortieren. Er plädiert dafür, realistischere Umweltbedingungen in tierexperimentelle Forschungsumgebungen einzubeziehen. Dieser Ansatz würde die Herausforderungen, denen Tiere in natürlichen Habitaten ausgesetzt sind, besser nachahmen. Solche Veränderungen könnten die Übertragbarkeit von Tierstudien auf die Humanmedizin erheblich verbessern.

Das Gespräch mit Dr. Anton Titov, MD, unterstreicht die Notwendigkeit ökologisch validerer Forschungsmodelle. Dr. Austad schlägt vor, dass mehr Realismus in Experimenten für aussagekräftige Altersforschung unerlässlich ist. Dieser Paradigmenwechsel könnte zu präziseren Vorhersagen über menschliche Alterungsprozesse und Krankheitsentstehung führen.

Vollständiges Transkript

Dr. Anton Titov, MD: Professor Austad, Sie führen zahlreiche Studien über verschiedene Tierarten durch und haben zwei Bücher über Altern, Lebensdauer und Gesundheitsspanne verfasst. Wie zuverlässig ist die Korrelation zwischen dem, was wir in der Natur beobachten, und dessen Anwendbarkeit auf den Menschen?

Ich gebe ein Beispiel: Beta-Amyloid akkumuliert bei Menschenaffen, aber sie erkranken meines Wissens nicht an Alzheimer. Das stimmt wohl, und wir sind Menschenaffen sehr ähnlich. Was halten Sie also von der Übertragbarkeit tierischer Beobachtungen auf den Menschen?

Dr. Steven Austad, MD: Ja, ich denke, wir müssen die Art und Weise, wie wir Tierversuche durchführen, grundlegend überdenken. Was ich am Studium von Tieren in ihrem natürlichen Lebensraum schätze, ist, dass das Leben in der Natur voller Herausforderungen steckt. Es gibt Wetterextreme, Krankheitsexposition und viele andere Faktoren.

Wir wissen, dass Tiere in der Natur nur erfolgreich leben, wenn sie gesund sind. Sobald ihre Gesundheit nachlässt, sind sie tot. Diese Effekte fehlen im Labor völlig.

Im Labor sind Tiere keinen Extremen von Hitze oder Kälte ausgesetzt. Wir geben ihnen nicht einmal normale Tagesrhythmen vor. Die Art, wie wir Natur nachahmen – wir wissen heute, dass über 80 % unserer Gene in täglichen Rhythmen an- und abgeschaltet werden.

Was wir im Labor tun: Wir schalten das Licht an und aus und glauben, damit biologische Rhythmen zu imitieren. Aber in der Natur wird Licht nicht einfach ein- und ausgeschaltet. Es verschwindet allmählich und kehrt langsam zurück.

Dazu kommen Temperaturänderungen, die sich langsam, aber deutlich vollziehen. Nichts davon ahmen wir im Labor nach. Wir versuchen auch, Infektionen aus unseren Laborkolonien fernzuhalten.

Es gab Gründe, all dies zu standardisieren, um Experimente zu vereinfachen. Aber irgendwann müssen wir beginnen, mehr Realismus in unsere Laborexperimente zurückzubringen.

Die Tiere, die wir heute im Labor verwenden – würden wir sie in die Natur entlassen, überlebten sie keinen Tag. Sie haben all diese Fähigkeiten verloren. Das bedeutet, dass wir im Labor ein völlig anderes System studieren. Sie könnten mit realen Problemen nicht umgehen.

Daher ist es meiner Ansicht nach an der Zeit, die Haltung unserer Laborkolonien zu überdenken.