23 apr 2020 | Verhaal

Proefdier in een schaaltje

Het wil nog weinig vlotten met het verminderen van proefdiergebruik in Nederland. Amsterdam UMC werkt hard aan alternatieven die het tij moeten keren.

Al een aantal jaren probeert Nederland voorloper te zijn bij proefdiervrije innovatie, maar echt lukken wil dat nog niet. In 2017 zijn er 530.568 dierproeven uitgevoerd, 80.694 meer dan in 2016. De stijging zit vooral bij de knaagdieren. Sue Gibbs, hoogleraar Huid- en slijmvliesregeneratie bij Amsterdam UMC en de ACTA (Academisch Centrum Tandheelkunde Amsterdam) zegt: “Dat komt vooral door de ontwikkeling van de zogeheten gehumaniseerde muismodellen. Dat zijn muizen die genetisch zo zijn aangepast dat de aandoeningen die ze krijgen meer lijken op hoe die zich bij mensen manifesteren. Ze maken zelfs dieronderzoek mogelijk naar ziektes die bij knaagdieren niet voorkomen, zoals alzheimer. Het is een uitbreiding van de mogelijkheden om proefdieren te gebruiken en dat zie je terug in de cijfers.” 

Niet te vertalen naar mensen

Gibbs is niet blij met deze ontwikkeling. Allereerst omdat het aantal dierproeven uit ethische overwegingen naar beneden moet, maar ook omdat de resultaten nog steeds niet om over naar huis te schrijven zijn. “We weten al lang dat resultaten uit dierproeven zich vaak niet laten vertalen naar mensen, wat onderzoek en medicijnontwikkeling frustreert. Dat wordt maar marginaal beter door deze nieuwe muismodellen: werkzaamheid en bijwerkingen van medicijnen worden grotendeels bepaald in een interactie van verschillende organen en weefsels. Dat meet je met gehumaniseerde muizen nog steeds niet.” Infectioloog Dasja Pajkrt sluit zich hierbij aan: “Het is eigenlijk gek, we weten al decennia lang dat dierproeven weinig opleveren, en toch zijn zij nog steeds de standaard waartegen alles wordt afgezet.”

Orgaan nabootsen

Gibbs en Pajkrt proberen daar beide verandering in te brengen door alternatieven te ontwikkelen en te optimaliseren. Gibbs werkt onder andere met organs-on-a-chip, waarbij ze verschillende menselijke celtypes laat groeien die een orgaan naar keuze op miniatuurschaal nabootsen. Langs en door het miniatuurorgaan stroomt vloeistof, dat de bloeddoorstroom simuleert. Hierin kan de onderzoeker het medicijn of andere materie toedienen. Op dit moment bestaan haar organs-on-chips doorgaans nog uit één orgaan. “We werken toe naar een chip-model waarop meerdere organen naast elkaar groeien, zodat we ook de interactie tussen de lichaamsdelen kunnen onderzoeken.”   

Organ-on-a-chip. Dit is een model voor de huid.
Organ-on-a-chip. Dit is een model voor de huid.

Ook maakt ze gebruik van celculturen die uit meerdere celtypen bestaan. Gibbs richt zich vooral op huid- en mondaandoeningen. Zo stapelt ze huid-, bindweefsel en haarvatcellen op tot een huidmodel om te onderzoeken of bepaalde stoffen een allergische reactie veroorzaken. Die modellen worden steeds complexer en waarheidsgetrouwer. Zo slaagde ze er onlangs in om Langerhanscellen, een soort afweercellen, toe te voegen aan gekweekte huid. In het lichaam veranderen die cellen van uiterlijk bij een allergische reactie, en precies dat bleken ze ook te doen in cultuur. “Zo’n model kunnen we daarom gebruiken als vervanger van dierproeven in ons onderzoek”, zegt Gibbs. 

Met een ander model, dat de slijmlaag in de mond nabootst, onderzoekt ze hoe de mond reageert op mechanische implantaten. “We kunnen nu zonder dierproeven kijken of zo’n implantaat goed wordt ontvangen: of er geen irriterende reactie optreedt, en of er een beschermend laagje cellen omheen wordt aangelegd die infectie voorkomt.”  

Organoïden

Pajkrt probeert het met organoïden. Dit zijn kleine driedimensionale bolletjes cellen die voortkomen uit stamcellen en eigenschappen hebben van een orgaan naar keuze. “Het organoïdenonderzoek is nu zo’n 15 jaar oud. Aanvankelijk werden organoïden vooral ontwikkeld voor kankeronderzoek, de laatste paar jaar zie je de toepassing uitbreiden naar bijvoorbeeld de toxicologie. In het begin was er alleen een darm-organoïd, omdat dat een relatief simpel orgaan is. Nu zijn er zelfs modellen die het brein nabootsen.”

Voordat deze nieuwe organoïd-toepassingen echt een gat gaan slaan in het proefdiergebruik, zijn er nog wel een aantal obstakels te nemen, zowel op technisch, als op regulatoir en commercieel gebied. Pajkrt: “Een probleem bij bijvoorbeeld een hersenorganoïd is celdood, vooral in het centrum van het bolletje cellen. Dat komt omdat de vascularisatie, het laten groeien van aderen die cellen voorzien van voedingsstoffen en zuurstof, nog niet goed lukt.”  

Immuunsysteem

Ook het immuunsysteem is moeilijk buiten het lichaam na te bootsen. Er bestaat zo’n grote verscheidenheid aan cellen en moleculen, die uit verschillende hoeken van het lichaam komen. “Het aangeboren immuunsysteem lukt steeds beter, veel van de eiwitten die daarbij horen worden geproduceerd door cellen die onderdeel zijn van het orgaan”, zegt Pajkrt. “Maar het aangeleerde systeem, de T- en de B-cellen, die elders vandaan komen, daar moet nog heel veel onderzoekstijd in.”

Een van de grootste additionele hobbels ligt op regulatoir gebied. Regelgevende instanties zijn volledig ingericht op het beoordelen van resultaten verkregen met proefdieren. Vooral bij medicijnontwikkeling zijn dierproeven gestandaardiseerd en gevalideerd, en zijn resultaten makkelijk te vergelijken met eerder werk. “Voor alternatieven zijn nieuw te ontwikkelen protocollen nodig die de reproduceerbaarheid garanderen. De regels voor nieuwe, alternatieve testen zijn strenger dan ze ooit zijn geweest toen muismodellen op de markt kwamen. Dat is een goede zaak, maar vertraagt de introductie van alternatieven ook”, meent Pajkrt. “Maar zelfs als het gewoon gaat om onderzoek waar standaardisering minder belangrijk is, vragen referenten bij een publicatie nog naar dierproeven als controle voor de resultaten van alternatieven. Simpelweg omdat ze de waarde er niet van kunnen inschatten.”

Een belangrijk onderdeel van het werk van Gibbs is daarom het vergelijken van oude gegevens van dierproeven met die van alternatieven. “Er zijn zoveel oude data beschikbaar. Door de vergelijking te publiceren, kunnen we de resultaten van alternatieven naast die van klassieke dierproeven leggen”, zegt Gibbs. “Vaak blijkt dat de alternatieven veel beter voorspellen hoe het er in het echte lichaam aan toe gaat. Dat moet regulerende instanties overtuigen om sneller af te stappen van dierproeven.”         

Commerciële partij nodig

Ook het commercialiseren van alternatieven blijkt niet makkelijk. “Willen organoïden dierproeven vervangen, dan moet de productie ervan flink hoger”, zegt Pajkrt. “Daarvoor heb je een commerciële partij nodig. Bolletjes cellen zijn moeilijk te patenteren, want wat is er nieuw aan? Commercieel is het daarom niet interessant. Er wordt gezocht naar oplossingen, bijvoorbeeld door het organoïd inclusief test te vermarkten.”  

Als klap op de vuurpijl spelen er ook nog ethische kwesties rond het gebruik en het verhandelen van organoïden. Iedereen die Het onsterfelijke leven van Henrietta Lacks heeft gelezen - over de zwarte vrouw die de belangrijkste kankercellen voor onderzoek leverde, de HeLa-cellijn, zonder dit zelf te weten of er een vergoeding voor te krijgen - snapt dat cellen van een persoon niet zomaar gebruikt mogen worden. De discussie hoe de integriteit van de patiënt van wie de cellen zijn, te waarborgen, wordt volop gevoerd op wetenschappelijke congressen. “Bij het brein-organoïd speelt bovendien de vraag of er ooit sprake zal zijn van bewustzijn of geweten”, zegt Pajkrt.

Steeds strenger

Ondank de moeilijkheden voelen beide dames wel momentum voor verandering. “Gezondheidsfondsen als het KWF worden steeds strenger als het gaat om dierproeven. Onderzoekers mogen in hun projecten bijvoorbeeld geen proefdieren gebruiken als er alternatieven beschikbaar zijn. Het Brandwondencentrum wil zelfs dat er helemaal geen dieren meer worden gebruikt in door hun gefinancierd onderzoek”, zegt Gibbs. Ook de overheid, via ZonMw, investeert veel in alternatieven. “Op internationale congressen merk ik dat we vooroplopen in Europa, iedereen kijkt naar hoe wij het proberen te regelen.” 

Tekst: Hidde Boersma
Foto's: Marieke de Lorijn