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Donnerstag, 10 Mai 2012 17:53

Arbeitsgruppe im Portrait: Center for Alternatives to Animal Testing (CAAT)

InVitroJobs stellt regelmäßig Wissenschaftler und ihre innovativen Forschungen als „Arbeitsgruppe im Portrait“ vor. Im Fokus stehen neu entwickelte Methoden, ihre Evaluation sowie der Ausblick, welche tierexperimentellen Versuchsansätze gemäß dem 3R-Prinzip (reduce, refine, replace) nach Möglichkeit reduziert und bestenfalls ersetzt werden können. Diesmal stellen wir das Center für Alternativen zum Tierversuch (CAAT) vor.


Arbeitsgruppe im Portrait:
Das Center für Alternativen zu Tierversuchen (CAAT)



Das Center für Alternativen zum Tierversuch (CAAT) koordiniert die Forschungen auf dem Gebiet der Tierversuchsersatzverfahren in den Giftigkeitsprüfungen. Es bündelt internationale Forscherteams, bringt sie zu gemeinsamen Forschungszielentwicklungen zusammen und treibt so die Forschung gezielt voran. In Symposien, Workshops und Informationstagen werden Foren geschaffen, in denen alle beteiligten Gruppierungen aus Industrie, universitärer Forschung, Behörden und Tierschutz eingeladen sind, sich substanziell zum Thema einzubringen. Um eine bessere Forschungskoordination zu erzielen, wurde 2009 CAAT-Europe mit Sitz an der Universität Konstanz nach dem Vorbild des Centers CAAT in Baltimore, USA, gegründet. CAAT ist somit eine treibende Kraft bei der Durchsetzung von Ersatzverfahren zu Tierversuchen, verschiedene Gruppierungen und Kräfte werden hier gebündelt, um ein gemeinsames Ziel zu erreichen.

 



Zwei Städte – ein gemeinsames Ziel: Konstanz (Sitz von CAAT-Europe) und Baltimore (CAAT-USA).
Fotos: Links: Matthias Lohse, Pixelio, rechts: Aimin Tang, iStockphoto.

 

Die Aufgaben von CAAT sind noch umfangreicher. CAAT begleitet Forschungen zu Alternativmethoden finanziell durch Forschungsförderprogramme und verleiht Forschungspreise. An den Universitäten werden Studenten und Nachwuchswissenschaftler durch Ausbildung und Training mit den Alternativmethoden vertraut gemacht. Neben den Symposien und Workshops stellen auch Websiten wie z. B. AltWeb sowie das Magazin ALTEX ausführliche Informationen zur Verfügung.

CAAT-Europe: Brückenschlag zwischen der Neuen und der Alten Welt
Erklärte Ziele der Zusammenarbeit zwischen CAAT-USA und CAAT-EU sind die Ausbildung einer transatlantischen Brücke für die Entwicklung und Anwendung von neuen 3R-Methoden1 und die Umsetzung des neuen Ansatzes Tox21c2 in der Giftigkeitsprüfung (siehe weiter unten). Die gesamte Vorgehensweise bei der Giftigkeitsforschung soll umgebaut werden - weg von einer Test- und Endpunkt-orientierten, hin zu einer Art Stoffwechselfunktion-orientierten Betrachtung und Bewertung (sogenannte „functional pathways“3).

Die Leitung hat Prof. Dr. Marcel Leist zusammen mit Prof. Dr. Dr. Thomas Hartung, der hier neben seiner Professur in Baltimore auch eine Professur für Toxikologie in Konstanz hat. Prof. Dr. Leist ist Inhaber des konstanzer Doerenkamp-Zbinden-Lehrstuhls für in vitro-Toxikologie und Biomedizin innerhalb des Fachbereichs Biologie an der Universität. Hier konzentrieren sich die Wissenschaftler auf die Entwicklung von in vitro4-Modellen zur Untersuchung des menschlichen Nervensystems.




Links: Prof. Dr. Dr. Thomas Hartung, Leiter des Centers für Alternativen zu Tierversuchen (CAAT).
rechts: Prof. Dr. Marcel Leist, Leiter von CAAT-Europa.

CAAT-Europe veranstaltet Informationstage, Symposien und Workshops und bringt so die Industrie und die Wissenschaft zusammen mit dem Ziel, human-relevante Alternativmethoden zu entwickeln. Strategische Projekte sollen die neue Toxikologie fördern. In der universitären Ausbildung soll eine Verbindung zwischen den beiden Lehrstühlen der Johns Hopkins Universität und der Universität Konstanz aufgebaut werden. Dies ist auch jetzt von großer Bedeutung, denn derzeit steht die Entscheidung über die Aufrechterhaltung oder Verschiebung des Verkaufsverbots von an Tieren getesteter Kosmetik und deren Inhaltsstoffe durch die Europäische Kommission an.





CAAT-Workshop in Konstanz im Oktober 2011. Foto: Cristeta Brause

 
Historie
Das Center for Alternatives to Animal Testing (CAAT) wurde 1981 unter dem Namen Johns Hopkins Center for Alternatives to Animal Testing in Baltimore durch Prof. Dr. Alan Goldberg, Professor für Toxikologie an der Johns Hopkins Universität, gegründet. Finanziert wurde CAAT damals von der amerikanischen CTFA (Cosmetic Toiletry and Flagrance Association) mit dem Ziel, ein Basiswissen über die Ersatzmöglichkeiten ganzheitlicher Tiereinsatzmethoden durch Alternativmethoden in der Produktentwicklung und -Testung kommerzieller und therapeutischer Produkte zu schaffen.

Bereits 1982 veranstaltete CAAT das erste Symposium zum Thema „Product Safety Evaluation: Development of New Methodological Approaches“. Eine erste Forschungsförderung durch Vergabe von Forschungspreisen war möglich.

1985 wurde ein eigenes in vitro-Toxikologie-Labor etabliert. In den Folgejahren wurde CAAT von der  Industrie unterstützt, die ein ernsthaftes Interesse an der Entwicklung von Ersatzverfahren zum Test ihrer Produktentwicklungen hatte. So wurden potenzielle Alternativen zum Draize-Test evaluiert, einem äußerst schmerzhaften Augenreizungstest am lebenden Kaninchen.

1988 finanzierte z. B. der Konzern Avon das erste Programmprojekt zum Ersatz zu Tierversuchen auf dem Gebiet der Kontaktallergien.

Seit 1989 fand CAAT dann auch von regierungsbehördlicher Seite her Unterstützung, seit 1992 auch von der EPA (Environmental Protection Agency).

 
InVitrojobs führte ein Gespräch mit dem Geschäftsführer von CAAT-EU, Dr. Mardas Daneshian, über die Aufgaben und gegenwärtigen Entwicklungen des Centers für Alternativen zu Tierversuchen (CAAT-Europa).

Dr. Mardas Daneshian ist Diplom-Biologe am Lehrstuhl für Biochemische Pharmakologie der Universität Konstanz und seit ihrem Bestehen Geschäftsführer von CAAT-Europa. Er ist zudem Vorstandsmitglied des wissenschaftlichen Journals ALTEX (Alternatives to Animal Experimentation). Wenn er nicht mit der Organisation von internationalen Workshops und Symposien befasst ist, forscht er zu den Wirkungen giftiger Schimmelpilzsporen auf das Immunsystem.




Dr. Mardas Daneshian, Geschäftsführer von CAAT-EU.
Foto: CAAT-Europe.

InVitroJobs: Herr Dr. Daneshian, Können Sie kurz darstellen, worin die Kernaktivitäten des Zentrums CAAT-Europe liegen?

Dr. Daneshian: CAAT-Europe möchte verschiedene Interessengruppen, wie Industrie, Wissenschaft und Regulatoren zusammenbringen, um die Entwicklung von Tier-freien und human-relevanten Methoden zu unterstützen. Das bedeutet, dass wir nicht nur zum Status dieser Entwicklungen immer auf dem aktuellsten Stand sein müssen, sondern auch von den Belangen und Bedürfnissen in den verschiedenen Industriebereichen Kenntnis haben müssen. Um die Entwicklung neuer Methoden und Konzepte zu verbreiten, organisieren wir regelmäßig Tagungen und Symposien. Des Weiteren sind wir auch bemüht, verschiedene Denkansätze und Konzepte zu entwickeln,  und dafür organisieren wir Workshops. Für diese Workshops werden Experten aus der Wissenschaft, Industrie und auch aus staatlichen Kontrollorganen eingeladen, um in mehrtägigen Sitzungen Konzepte herauszuarbeiten oder zu optimieren.

Die Resultate dieser Aktivitäten werden in wissenschaftlichen Journalen wie ALTEX veröffentlicht. Wir werden in naher Zukunft auch ein weiteres Programm starten, das erlaubt, Kurse über viele der Facetten des Bereichs der Alternativen für Industriepartner, für Lehrende und auch für Studenten anzubieten.

InVitroJobs: Wie werden diese Aktivitäten finanziert?

Dr. Daneshian: CAAT-Europe wird zum Teil von Industriepartnern und zu einem weiteren Teil von der privaten Doerenkamp-Zbinden-Gesellschaft getragen.

InVitroJobs: Können Sie eine Leistungsbilanz für die Aktivitäten des Zentrums CAAT-Europe ziehen?

Dr. Daneshian: Seit unserer Inauguration (Anm. Red.: feierliche Einführung in eine Würde oder ein Amt) am 30. März 2010 haben wir sechs Symposien und über 12 Workshops organisiert. Wir wurden seitdem mehrfach eingeladen, auf Kongressen zu den verschiedenen Themengebieten der Symposien und Workshops zu sprechen. Des Weiteren können wir auf 18 Publikationen in wissenschaftlichen Zeitschriften zurückblicken. Eine weitere Errungenschaft ist das CAAT-Europe Policy Programm, wodurch das Zentrum ab 2012 in Brüssel präsent sein wird, um die Implementierung der 3R-Gedanken und human-relevante Alternativmethoden in die  Gesetzestexte und Leitfäden voranzutreiben. Hierfür werden direkte Gespräche mit Parlamentariern geführt und ihre Aufmerksamkeit auf die Thematik gelenkt. Das Programm beinhaltet auch, dass unser Zentrum an allen relevanten Veranstaltungen des Parlaments wie die der Environment, Public Health and Food Safety (ENVI), Industry, Research and Energy (ITRE), Internal Market and Consumer Protection (IMCO), teilnimmt und auch auf dem aktuellen Stand der politischen Entscheidung bleibt.

Was zudem die Leistungsbilanz des zweijährigen CAAT-Europe auszeichnet, ist die Tatsache, dass die staatlichen Behörden und wichtige Industrie-Dachverbände auf beiden Seiten des Atlantik unsere Aktivitäten schätzen und auf unsere Einladungen stets positiv reagieren. Wir sind sehr stolz darauf, dass wir Experten der Food and Drug Administration (FDA), der U.S. Environmental Protection Agency (US EPA), der European Food Safety Association (EFSA), European Medicines Agency (EMA), European Federation of Pharmaceutical Industries and Associations (EFPIA),  European Chemicals Agency (ECHA) als Workshop-Teilnehmer und Symposiums-Redner bei unseren Veranstaltungen begrüßen dürfen.

InVitroJobs: Es gibt auf dem Gebiet der Alternativen zum Tierversuch und der 3Rs eine Reihe von Institutionen. Wie können die Zusammenarbeit zwischen diesen Institutionen beschrieben werden?

Dr. Daneshian: Alle Organisationen auf diesem Gebiet haben zwar dasselbe Ziel, nämlich die Realisierung der 3R-Gedanken, die Organisationen behandeln jedoch verschiedene Aspekte der Thematik. So ist es nur natürlich, dass die Zusammenarbeit hier zu Synergien führt. Das Zentrum CAAT-Europe arbeitet sehr eng mit den verschiedenen Institutionen auf diesem Gebiet, wie z. B. mit Eurogroup for Animals, mit der European Society for Alternatives to Animal Testing (ESAAT), mit der Deutschen Tierschutz-Akademie des Deutschen Tierschutzbundes und mit der Stiftung set. Wir haben auch enge Interaktionen mit der European Society Of Toxicology In Vitro (estiv) und mit der In Vitro Testing Industrial Plattform (ivtip). Seit 2011 haben die european consensus-platform for alternatives (ecopa) - die Dachorganisation der nationalen Plattformen für Alternativmethoden in Europa - und CAAT-Europe ihre Kräfte gebündelt und kooperieren harmonisiert miteinander. In Europa herrscht momentan aufgrund dieser Zusammenarbeiten eine sehr fruchtbare Atmosphäre, die Mensch und Tier zugutekommt.

InVitroJobs: Wir danken recht herzlich für das Gespräch.


Der neue  Ansatz in der Toxikologie

Tox 21c
Tox 21c steht für Toxicity Testung in the 21st Century – a Vision and a Strategy. Diese Konzeption stammt vom National Research Council (NRC) der National Academy of Sciences und wurde 2007 veröffentlicht. Ziel ist es, die regulatorische Toxikologie auf eine neue Basis zu stellen. Aufgeklärt werden soll, wie der Toxizitätsmodus funktioniert (auch Mechanism of Action, MoA5 genannt). Die fortschreitenden wissenschaftlichen Erkenntnisse in Toxikogenomics6 und Epigenetik7, Innovationen bei der Entwicklung von Mess- und Analysemethoden sowie bedingt durch die Tatsache, dass ganzheitliche Tierversuche nicht nur zeit-, sondern auch kostenintensiv sind und deren Ergebnisse nur bedingt auf den Menschen übertragen werden können, haben zur Forderung eines Paradigmenwechsels geführt.

Dreh- und Angelpunkt dieser neuen Sichtweise ist ein Netzwerk von auf Umwelteinflüsse reagierende Zellen. Miteinander verbundene Reaktionswege (sogenannte „pathways“) bestehen aus komplexen biochemischen Interaktionen von Genen, Proteinen und kleinen Molekülen, die die normale Zellfunktion und die Kommunikation zur Kontrolle zwischen den Zellen aufrecht erhalten und den Zellen erlauben, sich an Umweltveränderungen anzupassen. Es soll die Frage geklärt werden, wie und in welchem Maße Substanzen diese ablaufenden Pfade in der Art und Weise stören, dass es zu giftigen Auswirkungen kommt. Ab einer bestimmten Störungsintensität wird ein nachteiliger (schädigender) Effekt auf die Zellen angenommen. Dieser Prozess wird als Giftigkeitsweg („toxicity pathway“) bezeichnet. Diese Sichtweise ist die Basis für ein neues Toxizitätstest-System, das die biologisch bedeutsamen Störungen in Schlüssel-(Stoffwechsel)wegen identifiziert und bewertet. Insgesamt sollen moderne Methoden der physikalischen und chemischen Charakterisierung von Substanzen, zur Kartierung der Toxicity Pathways umfangreiche in vitro-Methoden, Mircoarray8-  und  Durchdurchsatzmethoden9 sowie das funktionelle Genomics angewandt werden, bei dem z. B. mit Hilfe von kleinen RNAs (sogenannte siRNA-Moleküle10) die Genexpression bestimmter Proteine verhindert werden kann, um deren Funktion z. B. oder den Ablauf des Pathways ohne das Protein zu studieren.

Die Verwendung neuer Methoden der computergestützten Biologie meint Computertechniken und mathematische Modelle, die eine Rolle spielen bei der Vorhersage der Giftigkeit einer noch nicht getesteten Substanz. Die Konzeption ist noch weitaus umfangreicher.

Prof. Dr. Dr. Thomas Hartung
Prof. Hartung leitet seit 2009 den Lehrstuhl für Evidenz-basierte Toxikologie an der Bloomberg School of Public Health der Johns Hopkins Universität in Baltimore. Er  ist zudem Direktor des dortigen Center for Alternatives to Animal Testing (CAAT). Hier etablierte er auch ein Labor für Entwicklungsneurotoxikologie, wo insbesondere die Methoden des Genomics und Metabolomics Anwendung finden. Von 2002 bis 2008 leitete er das European Center for the Validation of Alternative Methods  (ECVAM) am Joint Research Center im italienischen Ispra. Er hat zudem seit 2003 eine Professur in Konstanz und ist der Erfinder des in vitro-Pyrogentests, der seit 2010 unter dem Namen Monozyten-Aktivierungstest als Ersatz zum Pyrogentest am Kaninchen in die Europäische Pharmakopoeia aufgenommen worden ist.

Prof. Hartung verfügt über eine umfassende Expertise in klinischer und experimenteller Pharmakologie und Toxikologie, er erhielt zahlreiche Preise und Auszeichnungen, u. a. 2002 den RIVM Award of the World Conference on Animal Use and its Alternatives sowie im Jahre 2006 den US Society of Toxicology Enhancement of Animal Welfare Award.


Das Human Toxome Project
Das Human Toxome ist die Gesamtheit aller bedeutsamer „Pathways of Toxicology“ und die Basis des neuen Testansatzes. Mit dem Ansatz können Substanzen, aber auch Substanzkonzentrationen identifiziert und gelistet werden, die definitiv keinen Pathway of Toxicology (PoT)11 auslösen. Dies ist mit dem herkömmlichen Tieransatz nicht möglich, da Tierversuche eine Art „Blackbox“ sind und bei fehlendem Resultat (giftige Auswirkungen) nicht bekannt ist, ob im Tier ein erfolgreicher Abwehrprozess stattgefunden hatt. Es ist auch noch nicht bekannt, ob sich die biochemischen Abwehrmechanismen zwischen Mensch und Tier unterscheiden und auch hier unter den Menschen Unterschiede bestehen (z. B. zwischen Neugeborenen und Erwachsenen, verschiedenen ethnischen Gruppen, Männern und Frauen). Diese sogenannten in vitro no-effect level (IVNOEL) sind auch für die Risikobewertung im Rahmen der Bewertung von Umweltchemikalien - nach der neuen EU-Chemikalienverordnung REACh - von großer Bedeutung.

Da die Wissenschaftler davon ausgehen, dass Pathways of Toxicology in Netzwerken verlaufen, soll zunächst untersucht werden, welche Pathway-Kombinationen einen toxischen Effekt nach Exposition der Zellen mit einer Substanz erzeugen und, ob es einen Abwehrweg (Pathway of  Defense) gibt. Eingesetzt werden z. B. Human-spezifische Primärzellen. Die Messmethoden werden als omics bezeichnet (Genomics, Transcriptomics, Proteomics und Metabolomics). Vereinfacht gesagt misst man mit den Genomics nach Zugabe einer toxischen Substanz Veränderungen in der Basenabfolge der DNA, mit den Transkriptomics Veränderungen im Transkript (mRNA), mit den Proteomics die Proteinproduktion und mit den Metabolomics die Stoffwechselprodukte.  Die omics-Messwerte können dann mit denen gemessener Zellen ohne Substanzexposition z. B. verglichen werden. Abwehr- und Stressreaktionen der Zellen müssen dabei berücksichtigt und herausgerechnet werden.

Die Kenntnisse der Unterbrechung eines normalen Stoffwechselweges können genutzt werden, um sogenannte Biomarker zu entwickeln. Ein Biomarker ist ein messbares Produkt eines Organismus, das als Indikator z. B. Für eine Umweltbelastung oder eine Krankheit (z. B. Ein Blutzuckerwert o. ä., Wikipedia) – in diesem Fall für eine toxische Wirkung - herangezogen werden kann. Es kann ein Stoffwechselweg (z. B. Wnt/ß-Catenin-Signalkaskade, Uibel et al. (2010)) sein.

Mit dem neuen Konzept ist auch eine neue Sichtweise des gesamten Validierungsprozesses verbunden: während man bislang noch entwickelte Testsysteme validiert, wird man zukünftig Stoffwechselaktionswege (Mechanism of Action) validieren, die bei der Beurteilung einer Toxizität eine Rolle spielen.

Evidence-based Toxicology (EbT)
Das Konzept der Evidenz-basierten Toxikologie ist der Evidenz-basierten Medizin (EbM) entlehnt (in etwa: nachweisorientierte Medizin). Bei der EbM geht es um das Ziel, die Qualität der veröffentlichten medizinischen Daten zu bewerten (Wikipedia). EbM beschäftigt sich selbst nicht mit der Durchführung von klinischen Studien, sondern mit der systematischen Nutzung von Ergebnissen. Zur Bewertung dieser Studien wurden bestimmte Klassifikationssysteme erarbeitet. Das EbM-Konzept wurde auf die Toxikologie übertragen, weil ähnlich wie in der Medizin traditionelle und wissenschaftliche Untersuchungsansätze vermischt werden, für viele Methoden keine Qualitätsbewertung vorliegt und der inzwischen immense Informationsfluss es unmöglich macht, relevante Informationen herauszufiltern.

Im Jahre 2009 wurde für die Evidenz-basierte Toxikologie speziell ein Doerenkamp-Zbinden-Lehrstuhl an der Bloomberg School of Public Health der Johns Hopkins Universität in Baltimore unter der Leitung von Prof. Dr. Dr. Thomas Hartung eingerichtet. Mehrere Workshops sind zu diesem Thema bereits veranstaltet und ein Tool zur Entwicklung von Qualitätsfaktoren für toxikologische Studien entwickelt worden. Das Konzept befindet sich noch in der Entwicklung, jedoch arbeiten Behörden, Unternehmen und CAAT bereits gemeinsam daran, die Prinzipien und Ansätze EbM auf die Toxikologie zu übertragen. CAAT dient hierbei als Sekretariat für das gegründete Konsortium. In Europa ist hierfür das europäische CAAT-Team unter der Leitung von Dr. Sebastian Hoffmann (seh-consulting) zuständig.


Literaturempfehlungen und Quellen:

3 R-Prinzipien: Russel, William M.S. / Burch, Rex L. (1959): The Principles of Humane Experimental Technique. London: Methuen.
ALTEX: http://altweb.jhsph.edu/altex/
AltWeb: http://altweb.jhsph.edu/
Andersen, M. E. & Krewski, D. (2009):  Toxicity Testing in the 21st Century: Bringing the Vision to Life. Forum series, Part 1. Toxicological Sciences 107(2): 324-330. http://toxsci.oxfordjournals.org/
Andersen, M. (2011): Toxicity Testing and safety Assessment in the 21st Century: Creating a Research Program to Accelerate Change. Http://alttox.org/ttrc/overarching-challenges/way-forward/andersen2/
CAAT: http://caat.jhsph.edu/
CAAT-EU: http://caat.jhsph.edu/about/_includes/index_eu.html
Daneshian, M. (2010): The Center for Alternatives to Animal Testing – europe (CAAT-EU): a Transatlantic Bridge for the Paradigm Shift in Toxicology. ALTEX 27: 63-69.
Doerenkamp-Zbinden-Stiftung: http://www.doerenkamp.ch/en/index.html?id=10
ebtc (2011): The Evidence-based Toxicology (EBT) Collaboration: An overview. Draft of December 2011, http://www.ebtox.com/
InvitroJobs (2011): CAAT has received grant from NIH for mapping of toxicity.
http://www.invitrojobs.de/index.php/en/aktuelles-archiv/208-caat-erhaelt-foerderung-durch-das-nih-fuer-toxikologische-kartierung.html
Hartung, T. (2010): Evidence-Based Toxicology – the Toolbox of Validation for the 21st Century? ALTEX 27: 253-263.
Hartung, T. & Daston, G. (2009): Forum: Are in vitro Tests Suitable for Regolatory Use? Toxicological Sciences 111 (2): 233-237.
Hartung, T. & McBride, M. (2011): Food for Thought … on Mapping the Human Toxome. ALTEX 28: 83-93.
Krewski, D. et al. (2009): Toxicity Testing in the 21st Century: Implications for human Health Risk Assessment. Risk Analysis 29/4: 474-479.
Leist, M. (2006): Was kann ein Lehrstuhl für Alternativmethoden zu Tierversuchen bewirken? ALTEX 23: 211-213.
Mülhardt, C. (2010): Molekularbiologie/Genomics. Der Experimentator. Heidelberg.
O´Shea, S. H., et al. (2011): In Vitro Screening for Population Variability in Chemical Toxicity. Toxicilogical Sciences 119 (2): 398-407.
Perkel, J. M. (2010): Animal-Free Toxicology. Sometimes, in Vitro is Better. http://www.sciencemag.org/site/products/lst_20120302.xhtml
Seidle, T. & Stephens, M. L. (2009): Bringing toxicology into the 21st century: A global call to action. Toxicology in Vitro 23: 1576-1 579.
Tox21c: Tocixity Testing in the 21st Century. A Vision and a Strategy. Commitee on Toxicity Testing and Assessment of Environmental Agents, National Research Council of the National Academies. http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=11970
Uibel, F. et al. (2010): ReProGlo: A new stem cell-based reporter assay aimed to predict embryotoxic potential of drugs and chemicals. Reproductive Toxicology 30: 103-112.


Glossar:

1 3R-Methoden: (Replacement, Reduction und Refinement). Die Methoden wurden 1959 von den britischen Wissenschaftlern R. Burch and W. Russell in Ihrem Buch „The Principles of Humane Experimental Technique“ veröffentlicht. Im Wesentlichen geht es um Versuchstechniken zur Reduzierung der Anzahl zu verwendender Tiere, zur Verringerung des Leidens und um den Ersatz von Versuchstieren durch andere Methoden. Weltweit beziehen sich Wissenschaftler auf diese 3R-Prinzipien.
2 Tox21c: Toxicity Testing in the 21st Century. A Vision and a Strategy.
3 Functional Pathway: in diesem Fall der Stoffwechselweg, der eine toxische Reaktion in der Zelle auslöst (PoT).
4 In vitro: übersetzt etwa „im Reagenzglas“, Versuche oder Messungen, die an entnommenem lebenden Gewebe außerhalb eines lebenden Organismus in einer künstlichen Umwelt, z. B. Petrischale, stattfinden.
5 MoA (Mechanism of Action): Begriff aus der Pharmakologie und meint eine biochemische Interaktion, durch die eine Substanz (z. B. Medikament) einen Effekt auslöst (Wikipedia).
6 Toxicogenomics: Wissenschaft, die sich mit der Sammlung, Interpretation und der Speicherung von Informationen über Gene und Proteinaktivitäten innerhalb einer speziellen Zellkultur oder einem Gewebe befasst, das auf eine giftige Substanz reagiert (Wikipedia).
7 Epigenetik: das Epigenom ist die Gesamtheit der in einem Organismus tatsächlich ablesbaren Gene (d.h. die potenziell aktiven Gene), die anderen sind inaktiv durch Methylierung oder Modifikation der Histone. Das Epigenom ist z. T. ererbt, z. T. durch die Umwelt beeinflusst, jedoch reversibel und beeinflussbar. Die Epigenetik befasst sich mit den Zelleigenschaften, die auf Tochterzellen übertragen werden, jedoch nicht in der DNA-Sequenz festgelegt sind.
8 Microarray: Mikrochips, auf denen man DNA oder auch Proteine hybridisieren (an Sonden binden) kann, um sie zu detektieren, dies auf kleinstem Raum auf einem Chip. Vor allem für die Protein-Microarrays gibt es vielfältige Methoden, z. B. Antigen-Antikörper-Bindungen oder Protein-Protein-Interaktionen. Durch die Chiptechnologie auf kleinstem Raum kann eine Vielzahl an Proben gleichzeitig untersucht werden (Mülhardt 2010),
9 Hochdurchsatzmethoden: Durch moderne Methoden (Automatisierungs- und Robotermethoden)  lassen sich heute eine Vielzahl an Proben gleichzeitig bearbeiten.
10 siRNA-Moleküle: übersetzt small interfering Ribonukleinsäure. Sie kodieren zwar nicht für ein Protein, spielen aber z. B. bei der Genexpression eine Rolle (Wikipedia).
11 PoT (Pathway of Toxicology):  in etwa: Giftigkeits-Stoffwechselweg.