Das 3R-Prinzip: Replace – Reduce – Refine

An der Humboldt-Universität zu Berlin steht das 3R-Prinzip – Replace, Reduce, Refine – im Zentrum tierexperimenteller Forschung. Ziel ist es, Tierversuche soweit wie möglich zu vermeiden, die Zahl der Tiere zu reduzieren und Belastungen auf ein unvermeidbares Maß zu begrenzen. 

Wofür steht das 3R-Prinzip bei Tierversuchen?

Zur Stärkung des Tierschutzes verlangen viele Länder, dass Forschende bei der Planung von Tierversuchen das sogenannte 3R-Prinzip berücksichtigen. Dieses Prinzip umfasst die Reduktion der Anzahl eingesetzter Tiere (Reduction), die Verfeinerung experimenteller Methoden zur Minimierung von Stress und Belastung (Refinement) sowie den vollständigen Ersatz von Tieren durch alternative Methoden, wo immer dies möglich ist (Replacement). Diese drei für den Einsatz von Versuchstieren zentralen Grundsätze wurden von den britischen Forschern William Russell, Zoologe, und Rex Burch, Mikrobiologe, geprägt und 1959 in ihrem Buch “The Principles of Humane Experimental Technique” veröffentlicht.

Wenn möglich, werden Tierversuche durch Alternativmethoden ersetzt. Es wird immer geprüft, ob es zur Beantwortung der wissenschaftlichen Fragestellung ausreicht, auf einfache Organismen wie Bakterien oder wirbellose Tiere zurückzugreifen oder Zell- und Gewebekulturen (in vitro), Computermodelle (in silico) oder andere Ersatzmethoden (bspw. ex vivo) zu verwenden.

Die Anzahl der Versuchstiere wird auf ein notwendiges Minimum reduziert, ohne dass die Ziele des Projekts beeinträchtigt werden. Dazu tragen eine sorgfältige Versuchsplanung, zielgerichtetes Versuchsdesign sowie statistische und methodische Optimierungen bei. Geeignete Tiermodelle werden aufgrund des aktuellen Standes der Versuchstierkunde sorgfältig ausgewählt.

Die Tiere müssen artgerecht gehalten werden, also mit genügend Platz und in einer Umgebung, die ihr Wohlbefinden fördert. Durch die ständige Verbesserung der Vresuchs- und Haltungsbedingungen werden Stress und Leiden so weit wie möglich reduziert.

Das 3R-Prinzip: Replace, Reduce, Refine ist heutzutage die Grundlage für die Tierschutzpolitik und Praxis moderner Forschungsansätze in vielen Ländern. Dieser Animationsfilm erklärt das 3R-Prinzip und beschreibt, wie es in der Forschung umgesetzt wird.

Umsetzung an der Humboldt-Universität

An der Humboldt-Universität engagieren sich alle tierexperimentell tätigen Wissenschaftler*innen gemeinsam mit den Beschäftigten in den Tierhaltungen für die konsequente Umsetzung des 3R-Prinzips. In sämtlichen Forschungsprojekten, in denen Tiere eingesetzt werden, arbeiten die Beteiligten darauf hin, die Anzahl der Versuchstiere zu reduzieren und ihr Wohlbefinden zu verbessern – bei gleichzeitiger Sicherstellung der hohen Qualität der wissenschaftlichen Forschung.

Beispiele für 3R an der Humboldt-Universität

Die HU ist vernetzt im Rahmen des Exzellenz-Clusters NeuroCure und der Aktivitäten des Bernstein Center for Computational Neuroscience Berlin Kooperationspartner im Einstein Center 3R. Dabei verfolgt eine Arbeitsgruppe beispielsweise verschiedene Strategien zur Verringerung bzw. Reduzierung (Reduction) von Tierversuchen. Durch die gemeinschaftlichen Initiativen im Einstein Center 3R sowie die Mitarbeit im SFB 1315 werden Organoidsysteme als Tierversuchsalternativen weiterentwickelt und belastungsärmere Tierversuchsformate (Reduce) etabliert.

Im Exzellenzcluster Science of Intelligence untersucht eine weitere Forschungsgruppe die Antizipationsfähigkeit von Fischen mithilfe biomimetischer Roboter. Dabei wird der Einsatz von Versuchstieren vermieden und folglich ersetzt (Replace). Der 3R-Ansatz hier befasst sich u.a. auch mit der Entwicklung von Video-Analyse-Software (Reduction, Refinement) sowie den Ersatz von Tieren durch einen Robotor (Replace).

Darüber hinaus existieren weitere Forschungsansätze, die sich mit Alternativen zu Tierversuchen (Zellkultursysteme als Ersatz für Fütterungsversuche, BMBF gefördert), dem Refinement (neue Versuchsansätze, um Belastung von Versuchstieren zu reduzieren, Computerautomatisierung) oder der Verbesserung des Tierwohls (Versuchstiere, Nutztiere) insgesamt befassen. Ein weiteres Projekt wird im Rahmen des Programms „Alternativmethoden zum Tierversuch“ vom BMBF gefördert. Unter dem Titel „Tierversuchsfreie Verhaltensphänotypisierung“ und in Zusammenarbeit mit Gruppen aus dem SFB 1315 testet die Gruppe verschiedene Konzepte zum Refinement von etablierten Tierversuchsmethoden (u. a. zur Mikropipettenfütterung).

Aktivitäten zu Alternativmethoden sowie 3R-Ansätze

Immer mehr Tierversuchsvorhaben an der Humboldt-Universität zu Berlin sind auf Inhalte ausgerichtet, in denen Tiere keine Schmerzen, Leiden oder Schäden ausgesetzt werden, wie zum Beispiel Naturbeobachtungen, Videoauswertungen und Verhaltensuntersuchungen. Die Anzahl derartiger Projekte ist im Zeitraum der letzten Jahre kontinuierlich gestiegen. Aktuell wurden 23 Vorhaben durch die jeweiligen Behörden oder Tierschutzbeauftragten als genehmigungsfreies Vorhaben (per Stellungnahme - StN) als nicht genehmigungspflichtig eingestuft. Seit 2024 wird diese Prüfung im Bundesland Berlin durch die Tierschutzbeauftragten durchgeführt.

Auswahl von Forschungsarbeiten zu 3R

3R-Strategien in der Lehre

  • Masterkurs über Neurobiophysik: Dieser Kurs basiert vollständig auf Neuronensimulationen mit der Softwareumgebung Neuron, wodurch kein Tierbedarf besteht.
  • Aktuelle Themen der Neurowissenschaften für Biologiestudenten des 3. Studienjahres: Dieser Kurs legt den Schwerpunkt auf die ethische Auseinandersetzung mit Tierversuchen.
  • Tierphysiologie für Lehramtsstudenten (2. Fach Biologie): In der Vergangenheit kamen zwar wirbellose Tiere zum Einsatz, doch dies ist seit zwei Jahren nicht mehr der Fall durch den Einsatz von Tools wie Backyard Brains und anderen psychophysikalischen Experimenten.

Alternativen zu Tierversuchen - Einstein Center 3R

Die Freie Universität Berlin, die Humboldt-Universität zu Berlin, die Technische Universität Berlin sowie die Charité – Universitätsmedizin Berlin haben die Gründung des Einstein Centers 3R (3R: Replace, Reduce, Refine) initiiert. Dieses Zentrum treibt seit 2021 die Entwicklung von alternativen Methoden zum Tierversuch in der biomedizinischen Forschung voran und reduziert bzw. ersetzt Tierversuche. Daran ist die Humboldt-Universität zu Berlin mit verschiedenen Wissenschaftler*innen aktiv beteiligt.