Tierversuchsfreie Forschung: Technologie ebnet den Weg für die Zukunft der Biomedizin

công nghệ - Ảnh 1. — Der Einsatz von Tieren in der biomedizinischen Forschung gibt es seit Jahrhunderten – Foto: AI

Einschränkungen von Tiermodellen

Mäuse, Kaninchen, Affen und viele andere Tiere dienen seit Generationen als Labortiere. Sie werden eingesetzt, um die Toxizität von Medikamenten zu testen, Krankheiten zu erforschen und neue Behandlungsmethoden zu erproben. Immer mehr wissenschaftliche Erkenntnisse deuten jedoch darauf hin, dass Tierversuche die biologischen Reaktionen beim Menschen nicht immer genau widerspiegeln.

Nach Angaben der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) versagen bis zu 90 % der Medikamente, die bei Tieren positive Ergebnisse gezeigt haben, bei Tests am Menschen. Der Grund dafür sind erhebliche Unterschiede in den Genen, der biologischen Struktur und dem Immunsystem von Mensch und Tier, die eine effektive Übertragung der an Tieren gewonnenen Daten erschweren.

Darüber hinaus ist die Pflege von Tierversuchsmodellen zeitaufwändig, kostspielig und führt zu ethischen Kontroversen. Dies motiviert Wissenschaftler, nach alternativen Lösungen zu suchen, und KI ist eine der vielversprechenden Richtungen.

Künstliche Intelligenz: Datenfilterung und biologische Simulation

KI ist in der Lage, riesige Datenmengen zu verarbeiten und zu analysieren, was Menschen in kurzer Zeit nicht leisten können. In der biomedizinischen Forschung kann KI Hunderttausende wissenschaftliche Arbeiten überprüfen, die Molekülstruktur Zehntausender Verbindungen analysieren und die Toxizität, Wirksamkeit und Wirkungsweise von Medikamenten auf den menschlichen Körper vorhersagen, ohne dass Tierversuche erforderlich sind.

Eine aktuelle Studie in den USA zeigte, dass KI die Lebertoxizität einer Substanz mit einer Genauigkeit von bis zu 87 Prozent vorhersagen kann – deutlich besser als viele aktuelle Testmethoden. Wissenschaftler simulierten sogar über 100.000 „virtuelle Mäuse“ auf einem Computersystem, um die Wirksamkeit des Medikaments zu testen. Dies ist in der realen Welt aus ethischen und finanziellen Gründen nicht möglich.

KI wird auch in der COVID-19-Impfstoffforschung eingesetzt und verkürzt die Entwicklungszeit erheblich. Mithilfe von KI können Wissenschaftler schnell Regionen viraler Proteine (Epitope) identifizieren, die wahrscheinlich eine Immunreaktion auslösen. So können sie wirksame Impfstoffe entwickeln, ohne in vielen frühen Stadien auf herkömmliche Mausmodelle zurückgreifen zu müssen.

KI funktioniert nicht allein, sondern wird häufig mit Biotechnologien wie Organoiden, 3D-gedrucktem Gewebe oder Multiorgansystemen (Body-on-Chip) kombiniert. Diese Modelle verwenden menschliche Zellen, um die biologischen Funktionen von Leber, Herz, Gehirn usw. zu simulieren. In Kombination mit KI kann das System komplexe Arzneimittel- oder Krankheitsreaktionen in einer Umgebung analysieren, die dem menschlichen Körper sehr ähnlich ist.

So lieferte beispielsweise künstliches Lungengewebe, das mit KI verbunden war, um den Grad der SARS-CoV-2-Viruspenetration zu bestimmen, Ergebnisse, die denen von Mäusen entsprachen, jedoch viel schneller und genauer waren. Von dort aus können Tests auf der Grundlage patienteneigener Stammzellen personalisiert durchgeführt werden, anstatt wie bisher standardisierte Tiermodelle zu verwenden.

Gestaltung einer tierversuchsfreien Ära in der biomedizinischen Forschung

Die Kombination aus KI und Biotechnologie ebnet den Weg für eine neue Ära der tierversuchsfreien Forschung, die nicht nur Kosten und Zeit spart, sondern auch die Genauigkeit der Vorhersage von Arzneimittelreaktionen verbessert, insbesondere da die personalisierte Medizin zum Mainstream wird.

Viele Länder, darunter die USA, haben begonnen, die Vorschriften zu lockern, die vor der Durchführung klinischer Studien Tierversuche vorschreiben. Dies ist ein klares Signal dafür, dass sich die wissenschaftliche Welt verändert und sich mithilfe künstlicher Intelligenz schrittweise einem effektiveren, humaneren und moderneren Forschungsmodell zuwendet.

MINH HAI

Quelle: https://tuoitre.vn/nghien-cuu-khong-dong-vat-cong-nghe-mo-loi-cho-y-sinh-tuong-lai-20250609142417126.htm