Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME
Schmetterlingsraupen als alternative Tiermodelle für entzündliche Darmerkrankungen
Insektenlarven wie der Tabakschwärmer können als Alternative zu klassischen Labortieren wie Ratten und Mäuse in der präklinischen Forschung eingesetzt werden, um diese zu beschleunigen und ökonomisieren.
Kleinsäuger wie Ratten und Mäuse sind aus der präklinischen Forschung nicht mehr wegzudenken. Doch gegen den extensiven Gebrauch dieser Tiere in der medizinischen Forschung gibt es zunehmend ethische Bedenken. Dies schlägt sich auch in der Förderpraxis von wissenschaftlichen Projekten sowie der Gesetzgebung nieder. Zukünftig sollen alle Möglichkeiten zur Reduzierung der Versuchstieranzahl sowie das Nutzen möglicher Alternativen voll ausgeschöpft werden, um die Zahl der in der Forschung genutzten Wirbeltiere zu reduzieren (3R-Prinzip) und die Forschung zu ökonomisieren.
Je nach Fragestellung können Insekten wie die Larven des Tabakschwärmers (Manduca sexta) eine wichtige Schlüsselrolle als alternative in vivo-Tiermodelle einnehmen. Die angeborene Immunantwort des Darms sowie die Struktur des Darmepithels sind zwischen Säugetieren und Insekten wie dem Tabakschwärmer stark konserviert, weshalb die Larven des Tabakschwärmers sehr gut als alternatives Tiermodell für entzündliche Darmerkrankungen genutzt werden können.
Aus diesem Grund haben wir eine Hochdurchsatz-Plattform entwickelt, die mittels bildgebender Verfahren aus der Radiologie und Nuklearmedizin entzündliche Veränderungen im Darm der Larven des Tabakschwärmers zielgenau charakterisieren und nicht-invasiv diagnostizieren kann. In der hier vorgestellten Veröffentlichung zeigen wir, dass die Larven von Manduca sexta mittels Computertomographie (CT), Magnetresonanztomographie (MRT) und Positronen-Emissions-Tomografie (PET) für die präklinische Forschung vielfältig nutzbar sind.
Das Spektrum der möglichen Einsatzbereiche ist daher extrem breit: Die Hochdurchsatz-Plattform kann für die in vivo-Erprobung neuer Kontrastmittel und Tracer in der Radiologie und Nuklearmedizin zur Detektion von Entzündungen, für die Charakterisierung der gastrointestinalen Pathogenität von Mikroorganismen und für die Erprobung neuer antimikrobieller oder entzündungshemmender Medikamente genutzt werden.
Überdies kann unsere alternative in vivo-Plattform dazu beitragen, wichtige Fragen zur Ätiologie von entzündlichen Darmerkrankungen wie z. B. Morbus Crohn oder Colitis ulcerosa zu beantworten und neue Therapien zu entwickeln.