Herausforderungen beim Einsatz von 3D In-vitro-Modellen in der Forschung an pflanzlichen Arzneimitteln am Beispiel einer Wundheilungsstudie

Einleitung Für die Bewertung von Arzneimitteln (AM) stehen standardisierte und validierte In-vitro-Testmethoden als Alternative zum Tierversuch zur Verfügung. Dafür werden z.B. dreidimensionale (3D) Hautmodelle genutzt, die aber nicht spezifisch auf die Anforderungen von pflanzlichen AMs angepasst sind. Die komplexe Zusammensetzung dieser beeinflusst mitunter weitere Hautschichten oder erfordert z.B. spezifischere Resorptionswege. Welche Herausforderungen die Forschung an solchen Vielstoffgemischen mit sich bringt, soll exemplarisch an einer Wundheilungsstudie aufgezeigt werden. Um den Effekt auf die Wundheilung und die Eignung des Modells zu untersuchen, wurde ein pflanzliches gelbasiertes AM in einem 3D-Hautmodell untersucht.

Methoden Rekonstruierte humane Epidermis (RHE)-Modelle (1,1 cm²) wurden mittels Biopsiestanze (2 mm) an Tag 12 verwundet. Tägliche Behandlungen (1 h) mit 20 µl des AMs (Wund- und Brandgel, WALA Heilmittel GmbH) und der Kontrollen (5% Dexpanthenol; Carbomergel; Phosphate Buffered Saline (PBS)) folgten bis Tag 20. Die Glukose- und Laktatkonzentration und der transepitheliale elektrische Widerstand (TEER) wurden bestimmt und die RHE histologisch begutachtet.

Ergebnisse Unter allen getesteten Bedingungen kam es laut TEER und Histologie zu einer fortschreitenden Wundheilung und bis Tag 8 zum Wundverschluss. Glukoseverbrauch sowie Laktatproduktion stiegen bei den mit dem AM behandelten RHE an Tag 6 bzw. an Tag 3 und 6 signifikant gegenüber der PBS-Kontrollgruppe an.

Schlussfolgerung Die Ergebnisse zeigen eine positive Tendenz der Wirkung des AMs, jedoch keine Überlegenheit bei der Wundheilung gegenüber den Kontrollgruppen. Hinsichtlich der Eignung des Modells ergibt sich die Herausforderung, die Komplexität von In-vitro-Modellen mit der Komplexität pflanzlicher Arzneimittel abzustimmen. Solche In-vitro-Methoden liefern wertvolle Informationen und können als erstes Screening zur Bewertung potenzieller Wirksamkeit von pflanzlichen Extrakten dienen, weiteres Verbesserungspotenzial ist jedoch ableitbar.

Diese Arbeit wurde finanziert durch: WALA Heilmittel GmbH

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Article published online:
08 September 2025