Meer dan 90% van op muis geteste longmedicijnen blijkt in mensen niet te werken of zelfs schadelijk te zijn. Al dit dieronderzoek is dus uiteindelijk niet zinvol. Met proefdiervrije methoden voorkomen we onnodig dierenleed. Help jij Pieter en Anne proefdiervrije long-modellen te ontwikkelen?
Meer over dit project
Pieter Hiemstra ontwikkelt met behulp van organoidtechniek een efficiënte kweekmethode van menselijke cellen voor zijn 3D longmodel. Als deze techniek klaar is, dan ligt de weg open om meer longonderzoek proefdiervrij te doen. Heel veel stoffen die nu nog op dieren getest worden, vallen dan af omdat bij de test op de organoid is gebleken dat de stof niet werkzaam is. Dit verhoogt uiteindelijk de slagingskans van longmedicijnen.
Anne van der Does gebruikt de door Pieter gekweekte cellen op haar ‘long-op-een-chip’. Door gebruik te maken van menselijke cellen, is de kans op werkzame medicijnen veel groter.
Zo dragen steeds meer wetenschappers bij aan het leggen van de grote proefdiervrije puzzel. De overgang naar een proefdiervrije wereld is namelijk niet met één model opgelost.
Voor verschillende ziekten, organen, lichaamsfuncties zijn meerdere onderzoeksmodellen nodig. Samen kunnen zij het proefdier gaan vervangen. En als dat lukt is een proefdiervrije methode veel betrouwbaarder dan onderzoek in een proefdier. Lees in ons longdossier veel meer over de achtergronden van dit onderzoek.
Alles over
proefdieren
proefdieren
In Nederland worden er elk jaar gemiddeld 450.000 dierproeven gedaan.
“We testen nu alle stoffen die mogelijk medicijnen opleveren op proefdieren. Door gebruik te maken van dit kweekmodel, kan een groot deel van die stoffen afvallen doordat ze bijvoorbeeld niet werken op menselijke cellen of daar schadelijk voor zijn. Die hoeven we dan niet meer op proefdieren te testen. Dat gaat enorm veel dieren schelen.”
Prof. dr. Pieter Hiemstra
Hoogleraar Celbiologie en Immunologie van Longziekten
Model op basis van menselijke longcellen
De menselijke long is een moeilijk orgaan om te bestuderen in het laboratorium. Er zijn geen grote hoeveelheden menselijke longcellen beschikbaar en het opkweken van menselijk longweefsel uit het weinige beschikbare (patiënten) materiaal, is een heel inefficiënt proces. Dit is één van de redenen waarom nog veel longonderzoek gedaan wordt op muizen. En dat terwijl muizen echt heel andere longen hebben dan mensen.
Hoe mooi zou het zijn als er een techniek bestond die het wel mogelijk maakt om makkelijk en efficiënt uit kleine hoeveelheden longmateriaal of zelfs uit opgehoest slijm, grote hoeveelheden menselijke cellen te kweken? Dat zou het proefdiervrije onderzoek een enorme boost kunnen geven. Het is precies deze uitdaging die prof. dr. Pieter Hiemstra zichzelf nu gesteld heeft.
Onderzoek naar goede bacteriën
Het onderzoek van Anne richt zich op de goede bacteriën in de long. Deze goede bacteriën noemen we het microbioom. Het blijkt dat mensen met COPD, astma en longkanker een andere samenstelling van hun microbioom hebben dan mensen zonder deze ziekten. Hier zou weleens een sleutel kunnen liggen in het begrijpen van deze ziekten en in het bedenken van een eventuele therapie of medicijn.
Het onderzoek richt zich op de verschillen in de samenstelling van het microbioom tussen zieke en gezonde mensen. Juist in dit type onderzoek is het belangrijk om te werken met menselijke cellen. Muizen krijgen namelijk andere ziekten en hebben een ander microbioom. Ze zijn daarom eigenlijk geen optimaal onderzoeksmodel. Anne doet om die reden onderzoek op een ‘long-op-een-chip’-model waarbij ze de door Pieter gekweekte menselijke cellen gebruikt.
Veelgestelde vragen
De onderzoeker aan het woord
Grote reductie proefdieren mogelijk
Ik werk aan een kweektechniek op basis van organoids. Het onderzoek is al in een vergevorderd stadium. Het is nu belangrijk om aan te tonen dat de gekweekte cellen op dezelfde manier reageren als cellen die zijn gekweekt met reeds bestaande technieken die als betrouwbaar te boek staan. In jargon heet dat validatie. Op dit moment reis ik met onderzoeker Sander van Riet op en neer tussen Leiden en Rotterdam om samen met dr. Robert Rottier en onderzoeker Evelien Eenjes van het Erasmus MC, dit model te valideren. Ik hoop dat eind 2020 af te ronden.
Dat is belangrijk want dan hebben we een techniek die gebaseerd is op menselijke cellen en dus niet op proefdieren. We testen nu alle stoffen die mogelijk medicijnen opleveren op proefdieren. Door gebruik te maken van dit model, kan een groot deel van die stoffen afvallen. Die hoeven we dan niet meer op proefdieren te testen. Dat gaat enorm veel dieren schelen. Organoids zijn efficiënt te produceren, hierdoor kan het model op grote schaal uitgerold gaan worden en bovendien is een organoid een complexe structuur zodat de menselijke structuur goed wordt nagebootst. Hierdoor zijn er vele typen longonderzoek mogelijk, zoals bijvoorbeeld dat van Anne.
Long op een chip met bacteriën
De cellen die Pieter efficiënt kan kweken, worden gebruikt door zijn collega dr. Anne van der Does op haar long-op-een-chip. Het bijzondere van deze techniek is dat de cellen op de chip zowel gevoed worden door iets dat lijkt op stromend bloed en aan de bovenkant worden blootgesteld aan lucht. Hiermee is de situatie in de menselijk long heel goed nagebootst.
Anne is net terug uit de Verenigde Staten waar zij een jaar lang gewerkt heeft in het laboratorium van Emulate Inc. Zij is nu de enige in Nederland die de apparatuur van Emulate gebruikt voor long-op-een-chip-onderzoek en ze gaat dat inzetten voor een heel bijzonder onderzoek. Haar onderzoek richt zich namelijk op het zogenaamde microbioom.
“Ik onderzoek de relatie tussen goede bacteriën in de longen en bepaalde longziekten. Mensen met astma of COPD blijken andere bacteriën in hun longen te hebben. Hierin zou weleens de sleutel kunnen liggen om deze ziekten te begrijpen. In proefdieren was ditzelfde onderzoek veel minder of misschien helemaal niet betrouwbaar geweest.”
Dr. Anne van der Does
Senior researcher LUMC
Anne: “Ons lichaam zit vol met bacteriën. Niet alleen bacteriën waar we ziek van kunnen worden, maar ook vol met bacteriën die we nodig hebben bij belangrijke lichaamsfuncties. Deze ‘goede bacteriën’ vormen samen met andere micro-organismen het zogenaamde ‘microbioom’. De meeste mensen weten wel dat onze darmen vol zitten met goede bacteriën die een essentiële rol vervullen in onze spijsvertering. Maar wat blijkt: onze longen bevatten ook goede bacteriën.”
“Welke rol deze bacteriën precies spelen is nu nog onduidelijk, maar mensen met COPD, astma en longkanker hebben een andere samenstelling van hun microbioom dan mensen zonder deze ziekten. De eerste vraag is dan natuurlijk: is het afwijkende microbioom de oorzaak of het gevolg van de ziekte. Dit is een belangrijke vraag die ik in dit onderzoek wil gaan onderzoeken. Maar ook of een afwijkend microbioom effecten heeft op het verloop van de ziekte en zo ja, welke? Kennis over de relatie tussen microbioom en ziekten kan essentieel zijn in de ontwikkeling van medicijnen. Maar voor het zover is, moet dat microbioom begrepen en dus bestudeerd worden.”
