Dierproeven zijn al decennia onderwerp van kritiek, maar er is geen uitzicht op een spoedig vertrek van hen. Het aantal proeven met proefdieren is juist gestegen. Nutsvoorzieningen, onderzoekers hebben een alternatieve aanpak gevonden:ze hopen dat sensornanodeeltjes de noodzaak van dierproeven zullen verminderen.

talloze muizen, ratten en konijnen sterven elk jaar in naam van de wetenschap - en de situatie wordt erger. Terwijl Duitse laboratoria in 2005 zo'n 2,41 miljoen dieren gebruikten voor wetenschappelijk onderzoek, in 2009 was dit aantal gegroeid tot 2,79 miljoen. Een derde was bestemd voor fundamenteel biologisch onderzoek, en de meerderheid werd gebruikt voor het onderzoeken van ziekten en het ontwikkelen van medische verbindingen en apparaten. Mensen eisen medicijnen die veilig zijn en therapieën die draaglijk zijn, maar bijna niemand accepteert de noodzaak van dierproeven. Daarom hebben wetenschappers jarenlang gezocht naar methoden die ze kunnen vervangen. Nu hebben onderzoekers van het Fraunhofer Research Institution for Modular Solid State Technologies EMFT in München een alternatief gevonden:ze hopen met nieuwe nanosensoren het aantal experimenten dat op dieren wordt uitgevoerd te verminderen. "We gebruiken in feite een reageerbuis om de effecten van chemicaliën en hun potentiële risico's te bestuderen. Wat we doen is levende cellen nemen, die werden geïsoleerd uit menselijk en dierlijk weefsel en gekweekt in celculturen, en hen bloot te stellen aan de onderzochte stof, ” legt dr. Jennifer Schmidt van de EMFT uit. Als een bepaalde concentratie van de stof giftig is voor de cel, het zal sterven. Deze verandering in "welzijn" kan zichtbaar worden gemaakt door de sensornanodeeltjes die zijn ontwikkeld door Dr. Schmidt en haar team.

Cellen - de kleinste levende wezens - die gezond zijn, slaan energie op in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP). Hoge niveaus van ATP zijn indicatief voor hoge niveaus van metabole activiteit in cellen. Als een cel ernstig beschadigd is, het wordt minder actief, minder energie opslaan en dus minder ATP produceren. “Met onze nanosensoren kunnen we adenosinetrifosfaat detecteren en de gezondheidstoestand van cellen bepalen. Dit maakt het mogelijk om de celbeschadigende effecten van medische verbindingen of chemicaliën te beoordelen, ', zegt Schmidt.

Om de nanodeeltjes de ATP te laten registreren, onderzoekers geven ze twee fluorescerende kleurstoffen:een groene indicatorkleurstof die gevoelig is voor ATP, en een rode referentiekleurstof die niet van kleur verandert. Volgende, de wetenschappers brengen de deeltjes in levende cellen en observeren ze onder een fluorescentiemicroscoop. De mate waarin de deeltjes oplichten hangt af van de aanwezige hoeveelheid ATP. Hoe meer geel zichtbaar is in de overlay-afbeelding, hoe actiever de cellen zijn. Als hun gezondheid aangetast zou zijn, de overlay-afbeelding zou veel roder lijken. “We zouden in de toekomst kankercellen kunnen gebruiken om de effectiviteit van nieuw ontwikkelde chemotherapiemiddelen te testen. Als de nanosensoren een lage concentratie ATP in de cellen detecteren, we zullen weten dat de nieuwe behandeling de groei van tumorcellen remt of zelfs doodt, ', zegt Schmidt. "De meest veelbelovende middelen zouden dan verder kunnen worden bestudeerd."

De nanodeeltjes van de EMFT-onderzoekers zijn uitermate geschikt voor hun taak:ze zijn niet giftig voor cellen, ze kunnen gemakkelijk door celmembranen, en ze kunnen zelfs worden gericht op bepaalde punten waar het effect van de teststof van het grootste belang is. Maar voordat deze procedure kan worden toegepast, het moet eerst worden goedgekeurd door de regelgevende instanties - dus de EMFT-experts hebben een lange reis voor de boeg om goedkeuring te krijgen van verschillende officiële instanties. Dit vooruitzicht heeft niet echter, weerhielden de onderzoekers ervan de technologie te verfijnen en er nieuwe toepassingen voor te bedenken, bijvoorbeeld om de kwaliteit van verpakt vlees en de geschiktheid voor consumptie te testen. Hiervoor hebben ze nanosensoren ontwikkeld die zuurstofconcentraties en giftige amines kunnen bepalen.