Entzündungen der Bindehaut besser verstehen, Tierversuche reduzieren

Fast jeder Mensch hat schon einmal gerötete, gereizte und schmerzende Augen erlebt. Häufig ist eine Entzündung der Bindehaut die Ursache – ausgelöst etwa durch Allergene, Infektionen, Umweltschadstoffe, Chemikalien, Kosmetika oder die langfristige Anwendung von Augenmedikamenten. Dementsprechend besteht ein hoher Bedarf an wirksamen und sicheren Therapien.

Die Entwicklung neuer Medikamente und Medizinprodukte erfordert jedoch umfangreiche präklinische Tests, um die vielversprechendsten Kandidaten zu identifizieren, bevor sie in die klinische Entwicklung eintreten. Derzeit werden viele Wirkstoffe noch anhand von Tierversuchen bewertet. Diese sind jedoch kostspielig und zeitaufwendig und werfen ethische Bedenken auf.

Wachsender Bedarf an Labormodellen

„Daher besteht ein wachsender Bedarf an zuverlässigen, am Menschen orientierten Labormodellen, die Tierversuche reduzieren oder ersetzen und gleichzeitig die Vorhersage menschlicher Reaktionen verbessern können“, erklärt Dr. Malik Salman Haider. Der Leiter der Forschungslabore in der Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde am Universitätsklinikum Würzburg (UKW) bietet mit der Entwicklung eines sogenannten Sphäroids der menschlichen Bindehaut eine solche Alternative.

Die Stiftung zur Förderung und Erforschung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden zu Tierversuchen (SET) unterstützt das Forschungsprojekt „A Human Conjunctival Spheroid Platform for Inflammation and Ocular Safety Testing“ mit knapp 100.000 Euro.

Ein Modell der menschlichen Bindehaut

„Unser Ziel ist es, ein zuverlässiges 3D-Modell der menschlichen Bindehaut zu entwickeln, das die Biologie der Augenoberfläche möglichst genau nachbildet und uns dabei hilft, Entzündungen in der Bindehaut besser zu verstehen und zu erforschen, wie diese auf neue Wirkstoffe reagieren. Darüber hinaus werden wir untersuchen, ob sich das pathophysiologische Entzündungsmodell als robuste Plattform für Augenverträglichkeitstests eignet, um ein prädiktiveres und für den Menschen relevanteres präklinisches Screening zu ermöglichen“, erläutert Malik Salman Haider.

Die im Projekt entwickelte Plattform soll ein Hochdurchsatz-Screening neuer therapeutischer Wirkstoffe ermöglichen und die Untersuchung der Augenverträglichkeit sowie der entzündungshemmenden Eigenschaften unter kontrollierten Laborbedingungen erlauben. Dadurch könnten vielversprechende Wirkstoffe schneller identifiziert und ihre Sicherheit bereits in frühen Entwicklungsphasen zuverlässiger bewertet werden. „Wir wollen mit der neuen Plattform die Wirkstoffforschung beschleunigen, die Vorhersage von Behandlungsergebnissen verbessern und gleichzeitig den Bedarf an Tierversuchen in der Augenheilkunde erheblich reduzieren“, fasst Malik Salman Haider zusammen.

Experimentelle Modelle und neue therapeutische Ansätze

Die Entwicklung dieses Entzündungsmodells basiert auf einem bereits gut charakterisierten 3D-Sphäroidmodell der gesunden menschlichen Bindehaut, das kürzlich in Scientific Reports publiziert wurde. An der Entwicklung und umfassenden Charakterisierung dieser Plattform waren mehrere Mitglieder des Forschungsteams beteiligt.

Das Projekt ist Teil der kontinuierlichen Weiterentwicklung der translationalen ophthalmologischen Forschung an der Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde unter der Leitung von Professor Jost Hillenkamp. Gemeinsam treiben Hillenkamp, Haider und das Forschungsteam sowohl die Entwicklung humanrelevanter experimenteller Modelle als auch neuer therapeutischer Ansätze für Augenerkrankungen voran.

Dazu gehören fortschrittliche In-vitro- und Ex-vivo-Modelle, nanocarrierbasierte Wirkstoffformulierungen, Biomaterialien sowie hydrogelbasierte Ansätze, unter anderem zur Entwicklung neuartiger Glaskörperersatzmaterialien.