Ziel des „Einstein-Zentrums 3R“ (3R: Replace, Reduce, Refine) ist es, neue Therapien für menschliche Erkrankungen zu entwickeln, indem die Übertragbarkeit von Laborerkenntnissen auf den Patienten verbessert und gleichzeitig der Tierschutz gestärkt wird. Forschungsschwerpunkt sind 3D-Modelle aus menschlichen Gewebekulturen, die Tierversuche ersetzen sollen. Diese speziellen Zellkulturen, sogenannte Organoide, können die Strukturen und Funktionen einzelner Organe darstellen und damit einen Zugang zur Erforschung und Behandlung menschlicher Erkrankungen ermöglichen. Sie sind der Untersuchung einzelner Zellen oder Tierversuchen in manchen Bereichen überlegen. Die Herausforderungen der Forschung bestehen daher in der Entwicklung von Organoiden, die in Reifung und Komplexität, beispielsweise durch Ausbildung eines Gefäß- und Immunsystems, den menschlichen Organen so ähnlich wie möglich sind.

Die Arbeitsgruppe von Mina Gouti arbeitet mit Organoiden.
© Anyess von Bock / MDC

Voraussetzung für die Förderung des Einstein-Zentrums 3R bis zum Jahr 2026 ist eine erfolgreiche Zwischenevaluation durch die Wissenschaftliche Kommission der Einstein Stiftung im Jahr 2024. Das Land Berlin stellt der Einstein Stiftung 5,3 Millionen-Förderung zusätzlich zu ihrem Grundhaushalt zur Verfügung. Der positiven Entscheidung war eine einjährige Vorbereitungsphase vorausgegangen.

„Internationale Experten und die Wissenschaftliche Kommission der Einstein Stiftung haben das Einstein-Zentrum als besonders förderungswürdig bewertet. Forschungsansatz, Struktur und Vernetzung der beteiligten Partner haben großes Potential, Berlin als wichtigen Standort in der Erforschung alternativer Methoden zu Tierversuchen zu etablieren“, sagt Prof. Dr. Günter Stock, der Vorstandsvorsitzende der Einstein Stiftung anlässlich der Förderentscheidung.

Aufgrund der artspezifischen Unterschiede ist bei Tierversuchen die Übertragbarkeit auf den Menschen häufig beeinträchtigt. Der große Vorteil der Organoide ist, dass die biomedizinische Forschung hier direkt menschliche Zellen zur Grundlage hat. Am Einstein-Zentrum sind sechs Forschungsprojekte zu Darm, Lunge, Herz, Hirn, Leber und zur neuromuskulären Verbindung geplant. Hinzu kommen zwei Querschnittsprojekte zur Qualitätsverbesserung der Modelle: Eines erarbeitet einen für alle gültigen Rahmen von Maßnahmen und Prinzipien, das andere richtet eine Bildgebungs- und Analyseplattform ein, um menschliche und tierische Modelle hinsichtlich der Ausprägung von Krankheitsmerkmalen, beispielsweise bei COVID-19, besser vergleichen können.

Regierender Bürgermeister: Vorreiterrolle für Berlin

Der Regierende Bürgermeister von Berlin und Senator für Wissenschaft und Forschung, Michael Müller, bekräftigt: „Zusammen mit der Charité, unseren Universitäten und Forschungsinstituten haben wir in den vergangenen Jahren viel dafür getan, Berlin Schritt für Schritt zur Hauptstadt der Erforschung und Entwicklung von Alternativen zu Tierversuchen zu machen. Das neue Einstein-Zentrum 3R ist nun ein weiterer Schritt in diese Richtung. Es vereint die herausragende Expertise der exzellenten und innovativen Biomedizin-Forschung in Berlin und nimmt mit seinem breit aufgestellten Forschungsnetzwerk deutschlandweit und international eine wichtige Vorreiterrolle ein.“

Die Gründung eines Einstein-Zentrums 3R wurde initiiert von der Charité – Universitätsmedizin Berlin, der Freien Universität Berlin, der Humboldt-Universität zu Berlin sowie der Technischen Universität Berlin; es entsteht in enger Kooperation mit dem Berlin Institute of Health in der Charité (BIH), dem Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft, dem Bundesinstitut für Risikobewertung und dem Robert Koch-Institut. Das Zentrum soll langfristig ein Forschungsnetzwerk in Berlin etablieren, das gemeinsam an Gewebemodellen forscht und innovative Projekte entwickelt. Nach dem 3R-Prinzip von William Russell und Rex Burch gilt es, Tierversuche zu ersetzen (Replace), die Anzahl der Versuchstiere zu reduzieren (Reduce) oder die Belastung für Versuchstiere zu mindern (Refine). Nachwuchswissenschaftler*innen sollen im geplanten Zentrum durch Ausbildung, Schulung und Weiterbildung in die Lage versetzt werden, das 3R-Prinzip stringent anzuwenden. Auch die Wissenschaftskommunikation und der Dialog mit der Öffentlichkeit werden eine bedeutende Rolle einnehmen.

„Wir freuen uns sehr, dass nun mit dem Einstein-Zentrum 3R eine institutionenübergreifende Struktur geschaffen wird, die die Umsetzung des 3R-Prinzips und die Entwicklung von Alternativmethoden verbessert sowie die berlinweite Vernetzung der Forschungsprojekte strukturell befördert“, ergänzt Prof. Dr. Axel Radlach Pries, Dekan der Charité.

MDC mit Stammzell- und Organoid-Technologien beteiligt

Das MDC ist mit mehreren Forschungsinitiativen am Einstein-Zentrum 3R beteiligt. So arbeiten die Professor*innen Mina Gouti, Carmen Birchmeier und Nikolaus Rajewsky mit ihren Teams daran, aus pluripotenten Stammzellen reife menschliche Organoide zu entwickeln und zu charakterisieren, die den adulten Geweben sehr ähnlich sind. Dies wird es ermöglichen, Krankheiten zu modellieren, die sich erst spät im Leben entwickeln, wie die Amyotrophe Lateralsklerose. Ein solcher Fortschritt erfordert die Zusammenarbeit von interdisziplinären Teams, die an der Schnittstelle von Stammzell- und Organoid-Technologien, Mausgenetik und Systembiologie arbeiten. Dies könnte letztendlich dazu beitragen, die für die Forschung benötigten Tiermodelle zu reduzieren. Langfristig könnte die Entwicklung von ausgereiften Organoid-Modellen auch die Grundlage für neue Ansätze in der personalisierten Medizin bilden.

Die beiden MDC-Wissenschaftler Professor Michael Gotthardt und Dr. Sebastian Diecke untersuchen gemeinsam mit Burkert Pieske (Charité) gentechnisch hergestelltes künstliches menschliches Herzgewebe (Engineered Heart Tissue, kurz ETH). Hierfür nutzen sie pluripotente menschliche Stammzellen. Die Teams wollen so die Ursachen und Behandlungsmöglichkeiten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen­ – noch immer eine der häufigsten Todesursachen weltweit – tiefer erforschen und neue Therapieansätze finden. Dabei sollen auch Erkenntnisse aus Tierversuchen mit denen der ETH-Technologie verglichen werden. Außerdem wollen sie in Berlin die notwendige Infrastruktur aufbauen, um möglichst vielen Wissenschaftler*innen Zugang zur ETH-Technologie zu ermöglichen.

Thomas Sommer, Wissenschaftlicher Vorstand des MDC (komm.), sagte zu der Entscheidung: „Das Vermeiden, Verringern, Verbessern von Tierversuchen ist für uns am MDC oberstes Prinzip. In unserer Gesundheitsforschung nutzen wir bei der großen Mehrheit aller Experimente Zell- und Gewebekulturen, Computermodelle und Künstliche Intelligenz. Außerdem haben wir am MDC eine Organoid-Plattform etabliert und inzwischen viel Erfahrung auf diesem Gebiet. Deshalb freue ich mich sehr, dass wir unsere Expertise in das Berliner Einstein-Zentrum 3R einbringen und gemeinsam mit Partnern weiterentwickeln können. Das Einstein-Zentrum ist ein Meilenstein auf dem Weg zur Weiterentwicklung von Alternativen zu Tierversuchen. Das ist wichtig für den Wissenschaftsstandort Berlin als Vorreiter. Allerdings möchte ich auch dies betonen: Noch sind, aus heutiger Sicht, Tierversuche für die Grundlagenforschung und Medikamentenentwicklung unverzichtbar.“

Quelle: PM des MDC vom 15. 06. 2021

Einstein Center 3R