Forschende in Bern entwickeln künstliche Plazenta für sicherere Medikamententests

Die Schweiz steht vor einem medizinischen Wissensvakuum, das Millionen von Schwangeren seit Jahrzehnten im Ungewissen lässt. Bei der grossen Mehrheit der modernen Arzneimittel ist unklar, ob und in welchem Ausmass Wirkstoffe die Plazentaschranke überwinden und zum ungeborenen Kind gelangen. Diese systemische Unsicherheit führt zu einer «vorsorglichen Lähmung»: Müttern werden lebenswichtige Medikamente vorenthalten, nur weil die Risiken unbekannt sind. Forschende der Universität Bern beginnen nun jedoch, diese Wissenslücke zu schliessen. Unter der Leitung der Biomedizinerin Christiane Albrecht hat ein spezialisiertes Team erfolgreich ein künstliches Plazentamodell entwickelt, das die Verschreibung von Medikamenten während der Schwangerschaft grundlegend verändern könnte. Dabei handelt es sich nicht bloss um ein Laborexperiment, sondern um einen entscheidenden Schritt hin zu einer Zukunft, in der die medizinische Versorgung von Müttern auf Daten statt auf Unsicherheit beruht. Indem der komplexe Austausch zwischen Mutter und Kind simuliert wird, positioniert sich Bern an der Spitze der weltweiten Forschung zur Sicherheit in der Schwangerschaft.

Tierversuche bilden den menschlichen Mutterleib nicht zuverlässig ab. Die Realität ist, dass sich die Funktion der Plazenta zwischen verschiedenen Arten so stark unterscheidet, dass Daten von Mäusen oder Kaninchen für die Anwendung beim Menschen oft bedeutungslos sind. Um dieses Problem zu lösen, ist dem Berner Team ein Durchbruch gelungen: Es verwendet Zellen, die direkt bei kürzlich erfolgten Geburten gewonnen wurden. Diese «frischen» Zellen aus Plazenta und Nabelschnur verfügen über biologische Eigenschaften, die in herkömmlichen Laborkulturen rasch verloren gehen. Während traditionelle Methoden auf «unsterblichen» Zelllinien beruhen, die sich stark von ihrem ursprünglichen Zustand entfernt haben, verwendet das Schweizer Modell zwei unterschiedliche lebende Zellschichten, die durch eine durchlässige Membran getrennt sind. Diese detailgetreue Nachbildung ermöglicht es, den Transport von Substanzen, von lebensrettenden Medikamenten bis hin zu wichtigen Nährstoffen wie Eisen und Cholesterin, mit bisher unerreichter Genauigkeit abzubilden. Indem die biologischen Ungenauigkeiten von Tiermodellen umgangen werden, setzt die Schweiz einen neuen Massstab für ethisch vertretbare und wirksame toxikologische Tests.

Die Plazenta ist der ausgeklügeltste Filter des Körpers, eine biologische Schranke, die den Fötus vor Giftstoffen schützt und zugleich Nährstoffe passieren lässt. Diese Schranke zu verstehen, ist der Schlüssel zur Entwicklung sicherer Medikamente. Das Berner Modell bildet sie in einem Kunststoffgefäss nach und schafft so eine kontrollierte Umgebung, in der Forschende den Transport von Molekülen in Echtzeit beobachten können. Das vom Schweizerischen Nationalfonds (SNF) finanzierte Projekt prüft nicht nur mögliche Gefahren, sondern untersucht auch die wichtigen Transportwege von Cholesterin und Eisen, zwei Stoffen, die für eine gesunde Entwicklung des Fötus entscheidend sind. Das Verfahren ist derzeit zwar arbeitsintensiv, seine Bedeutung ist jedoch gross. Wir bewegen uns auf eine Zukunft zu, in der Pharmaunternehmen routinemässige toxikologische Tests an Modellen aus menschlichen Zellen durchführen können, bevor einer schwangeren Patientin auch nur eine einzige Tablette verschrieben wird. Dieser vorausschauende Ansatz macht aus der Plazenta eine transparente Landkarte der menschlichen Entwicklung statt einer «Blackbox».

Die Möglichkeiten dieser Technologie reichen weit über die Mauern der Universität Bern hinaus. Als Nächstes muss das Verfahren vereinfacht werden: Das komplexe und arbeitsintensive Modell soll zu einem schlanken System für den routinemässigen industriellen Einsatz weiterentwickelt werden. Bei einer Ausweitung des Verfahrens dürfte die Zahl der Tierversuche, die in der globalen Pharmaindustrie nötig sind, stark sinken. Damit würde es dem Engagement der Schweiz für ethische Innovation entsprechen. Zudem fliesst diese Forschung in eine breitere Bewegung hin zu einer geschlechterspezifischen Medizin ein und trägt dazu bei, dass frauenspezifische biologische Prozesse bei der Medikamentenentwicklung nicht länger vernachlässigt werden. Für die Schweiz ist dies ein strategischer Erfolg. Indem das Land bei künstlichen Organmodellen eine Vorreiterrolle einnimmt, festigt es seine Stellung als globaler Biotechnologie-Standort. Die Botschaft aus Bern ist klar: Die Ära des Ratens bei Medikamenten in der Schwangerschaft geht zu Ende. An ihre Stelle tritt eine neue Ära der Präzision, Sicherheit und am Menschen orientierten Forschung, die dafür sorgt, dass Mutter und Kind den Schutz erhalten, den sie verdienen.