Projekt 2:

Entwicklung eines Testsystems zur Bestimmung der Aktivität von Neurotoxinen und neuromodulatorischen Pharmaka

Ziel: Hauptziel des Projekts ist die Entwicklung eines Tierversuchsersatzverfahrens, das den derzeit zur Bestimmung der Aktivität von pharmakologischen Botuliumtoxinpräparaten vorgeschriebenen Mausletalitätstest ersetzen kann. Für diese Bestimmung sterben derzeit alleine in Deutschland 20.000 Mäuse, weltweit 500.000 Mäuse pro Jahr.

In eigenen Vorarbeiten wurden neuronale Zelllinien entwickelt, aus denen ein leicht zu messendes Reporterenzym (Luciferase) Stimulus-abhängig gleichzeitig mit dem Neurotransmitter freigesetzt wird. Die Aktivität des freigesetzten Reporterenzyms ist damit ein einfach zu erfassendes Maß für die Menge Neurotransmitter, die Stimulus-abhängig aus der Nervenzelle freigesetzt wird. Die Freisetzung des Reporterenzyms wurde durch Botulinumtoxin (BoNT), ein auch als Therapeutikum eingesetztes Neurotoxin, dosisabhängig gehemmt.

Testprinzip Neurotoxinnachweis
Bild: GPP
Testprinzip: Neurotoxinnachweis durch Hemmung der Freisetzung eines Reporterenzyms (Luciferase)

Auf der Basis dieser Vorarbeiten soll ein zellbasiertes Testsystem entwickelt werden, mit dem die Aktivität von Substanzen getestet werden kann, die die Funktion von Nervenzellen positiv oder negativ beeinflussen. Vorrangiges Ziel ist dabei die Entwicklung eines Tierversuchsersatzverfahrens, das den derzeit zur Bestimmung der Aktivität von pharmakologischen Botuliumtoxinpräparaten vorgeschriebenen Mausletalitätstest ersetzen kann.

Daneben kann das Verfahren zur Detektion oder Charakterisierung anderer neurotoxischer Substanzen sowie zur Identifikation neuer pharmakologischer Substanzen, die die Neurotransmitterfreisetzung modulieren, eingesetzt werden. Solche Substanzen kommen unter anderem in der Behandlung der Parkinson'schen Erkrankung und der Alzheimer'schen Erkrankung zum Einsatz.