Die Anwendbarkeit des Zebrabärblings-Embryos (Danio rerio) als Modelorganismus in der Teratogenitätsforschung

Ereignisse wie die Minamata-Methylquecksilberkatastrophe und der Contergan-Skandal haben den Fokus verstärkt auf die Entwicklung von Protokollen zur Risikobewertung von chemischen Stoffen gelenkt. Um solchen Forderungen Folge zu leisten, wurden vermehrt In vivo-Toxizitätstest mit den klassischen Säugetiermodellen, beispielsweise der Ratte (Rattus norvegicus) und der Maus (Mus musculus), entwickelt. Die Zulässigkeit dieser Tests wurde wiederum häufiger in Frage gestellt, wodurch die Suche nach neuen Testsystemen zur Verfeinerung und Verbesserung des bisherigen Katalogs an In vivo-Methoden begann. Das Ziel war es, die Unsicherheit der Daten zu reduzieren und letztendlich genauere Vorhersagen für die menschliche Gesundheit zu ermöglichen. Oftmals setzen Teratogenitätstests in frühen Entwicklungsstadien eines Organismus an, da diese zu den empfindlichsten Stadien zählen, welche durch Chemikalien und äußere Einwirkungen gestört werden können. Der Embryo des Zebrabärblings (Danio rerio) beweist in dem Zusammenhang großes Potential, da er neben einer Fülle an Vorteilen im Blick auf die Aufzucht und Anwendbarkeit im Labor auch als alternatives Testsystem gilt, da der Organismus bis 120 Stunden nach der Befruchtung nicht unter die aktuellen EU-Tierschutzbestimmungen fällt. Doch trotz dieser Vorzüge ist die Anwendbarkeit des Zebrabärblings in Teratogenitätstests noch immer nicht vollständig akzeptiert. Diese Dissertation hat das Ziel, festzustellen, inwieweit der Zebrabärblings-Embryo für allgemeine Teratogenitätstests eingesetzt werden kann. Hierzu wurde er zunächst im „Fish Embryo Acute Toxicity (FET) Test“ (OECD TG 236) auf seine Empfindlichkeit gegenüber verschiedenen entwicklungs- und reproduktionstoxischen Substanzen getestet. Diese Ergebnisse ermöglichten die Bestimmung einer umfangreichen Liste von phänotypischen Entwicklungsveränderungen, von denen einige zur Prüfung spezifischer Toxizitätsmechanismen weiterverwendet wurden. Substanzen, welche im FET-Test beispielsweise einen Tremor auslösten, wurden im Coiling- und im Schwimmverhaltens-Assay analysiert, um ihre Auswirkungen auf die Verhaltensentwicklung des Embryos zu bestimmen. Die hier vorgestellten Befunde zeigen, dass der Zebrabärblings-Embryo für Teratogenitätstests grundsätzlich geeignet ist und dass, obwohl die Testmethoden weitere Entwicklung erfordern, der Organismus Einblicke in die frühen morphologischen und neuronalen Entwicklungsveränderungen bietet. Die umfangreiche Liste an Beobachtungen im FET-Test erlaubt es in vielen Fällen, die diesen Veränderungen zugrundeliegenden Wirkmechanismen zu identifizieren. Die Verhaltensexperimente verdeutlichen außerdem, dass der Zebrabärbling auf neurotoxische Wirkstoffe in verschiedenen Entwicklungsstadien reagiert, was sich durch spezifische Veränderungen der Verhaltensmuster zeigt. In Anbetracht der hier vorgestellten Daten empfiehlt sich der Zebrabärblings-Embryo als effektives Modell in Teratogenitätsstudien. Im FET-Test und den Verhaltensexperimente wurden für den Menschen schädliche Substanzen erkannt und stellen im Vergleich zu den traditionellen Tierversuchen eine schnellere, einfacherer und schmerzfreie „In vitro“-In vitro-Methode dar