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Jessica Scheider

• Auf den Einsatz von Tieren im Rahmen der (Umwelt-)Risikobewertung von Stoffen kann nach wie vor nicht verzichtet werden. Dabei führen die Überprüfungen einer zunehmenden Anzahl neu entwickelter Stoffe, aber auch die gestiegenen Anforderungen der Gesetzgebungen zu einem hohen Verbrauch von Versuchstieren. Diese Untersuchungen sind wichtig, da viele der in Gebrauch befindlichen und in allen Bereichen genutzten Chemikalien potentiell endokrin wirksam sind, auf unterschiedlichen Wegen in die Umwelt gelangen und sich potentiell negativ auf die Gesundheit von Mensch und Tier auswirken können. Bei den bisher verwendeten Methoden werden vor allem juvenile oder adulte Tiere, aber auch Tiere zur Untersuchung des kompletten Lebenszyklus über eine oder mehrere Generationen für die Beurteilung von Substanzen eingesetzt. Dabei ist bekannt, dass die Entstehung reproduktiver Störungen in der Embryonalphase der jeweiligen Individuen auftritt. Um den Tierverbrauch zu reduzieren, werden teilweise In-vitro-Testsysteme angewendet. Es zeigt sich aber, dass diese Tests lediglich einen bestimmten Zelltyp in einem bestimmten Entwicklungsstadium abbilden können, was die Aussagekraft über die tatsächliche Wirkung auf ein komplexes Gewebe und dessen Entwicklung, erst Recht für den kompletten Organismus, stark einschränkt. Die Aussagekraft dieser Methoden ist daher in bestimmten eingeschränkten Grenzen zu sehen. In der vorliegenden Arbeit wird eine alternative Ersatzmethode vorgestellt mit dem Ziel einer stärkeren Aussagekraft bei toxikologisch und ökotoxikologisch relevanten Endpunkten. Im Fokus stehen hierbei die Effekte von androgenen und estrogenen Substanzen auf die Geschlechtsentwicklung von Hühnerembryonen (Gallus gallus domesticus) auf Ebene der Expression der mRNA, vereint mit Effekten auf Ebene der Organhistologie und – morphologie, verglichen mit den Normalzuständen unbehandelter Individuen. Die neu entwickelte Methode zur Beurteilung solcher Substanzen kann im Rahmen der human- und umwelttoxikologischen Risikobewertung von Stoffen eingesetzt werden und ist ein geeignetes Werkzeug, um die notwendigen Untersuchungen mit der gefordert hohen Beurteilungsqualität durchzuführen. Gleichzeitig kann mit dieser Tierversuchsersatzmethode bei hoher Aussagekraft auch der Verbrauch an weiter und höher entwickelten Versuchstieren verringert werden, was auch einem gesellschaftlich-ethischen Bedürfnis gerecht wird.
• In recent decades, the number of animals used in research and medical technology has increased due to increasing regulatory requirements and new legislations for chemicals. This is because newly developed chemicals possess additional mode of action properties and therefore need to be tested in animal systems for human and environmental risk assessment. The chemicals enter the environment in different ways and finally might negatively affect human and animal health. In the methods used so far for environmental risk assessment, juvenile or adult animals are mainly taken for the assessment of substances, partially even in complete generation tests with whole animals. It is known that the development of reproductive disorders occurs in the embryonic phase of the respective individuals, when all properties of the later individual are being formed. In order to reduce animal consumption, some in vitro test systems are used. However, these tests mostly indicate a specific cell type at a certain stage of development, which severely limits the significance of the actual effect compared to a complex tissue, if not to speak of the complete organism and its development. Thus, the power of this method must be seen within certain restrictions. In the presented work, an alternative replacement method is presented with the aim of increasing the significance of toxicologically and ecotoxicologically relevant endpoints. The focus is on the effects of androgenic and estrogenic substances on the sexual development of chicken embryos (Gallus gallus domesticus) at the level of whole mRNA expression of gonads, combined with effects at the level of organ histology and morphology compared to the normal conditions of untreated individuals. The method can be used in the context of human and environmental risk assessment of substances and is a suitable tool to carry out the necessary studies with the required high quality of assessment. At the same time, this animal test replacement method with high potency might reduce the consumption of higher experimental animals, which also corresponds to a socio-ethical need.