Organen op een chip zijn de redding voor het proefkonijn

Van muizen en konijnen tot ezels en resusapen, in 2016 (de laatst beschikbare cijfers) werden maar liefst 403.370 proefdieren gebruikt in Nederland. De tijd dat mascara en shampoo in de ogen van konijntjes werd gespoten is in ons land weliswaar voorbij – de EU verbood in 2013 dier­testen ten behoeve van cosmetica – maar bij biologisch en farmaceutisch onderzoek is proefdiergebruik nog aan de orde van de dag.

Nieuwe ontwikkelingen in de wetenschap kunnen daar verandering in brengen. Vanuit stamcellen kunnen onderzoekers klompjes weefsel ontwikkelen die werken als mini-orgaantjes. Een nog ingenieuzere techniek is ­organs-on-chips. Daarbij fungeren cellen op een soort computerchip als werkend orgaan, waarmee tests kunnen worden uitgevoerd. Zo’n chip kan niet alleen een proefdier vervangen, hij geeft ook veel betrouwbaardere resultaten dan een proefdier.

“Een test op een dier is niet zo goed te vertalen naar de mens, een muis zit anatomisch, metabolisch en cellulair heel anders in elkaar”, zegt Nikolas Gaio (28) van de Technische Universiteit Delft. Hij ontwikkelt de hardware die biologen kunnen gebruiken om met levende cellen organen na te bootsen. Dat gaat een stuk verder dan zogenoemde humane invitro-testen, waarbij onder meer menselijke hartcellen in een oplossing worden blootgesteld aan een medicijn of mogelijk gif. De techniek in de chip kan de hartcellen als het ware laten kloppen en bootst stroming van het bloed na, die de hartcellen van voedingsstoffen voorziet. “Je heb chips die kloppen als een hart, ademen als een long, of stromen als bloed, maar dan op piepkleine schaal”, zegt Gaio, die uit Italië komt, al jaren in Nederland woont en in Delft promoveerde.

Sensoren

In de chips kunnen sensoren ingebouwd worden, waardoor onderzoekers elk moment kunnen meten wat er gebeurt in de cellen. Gaio gebruikt voor zijn chips dezelfde siliciumtechnologie als in smartphones of computers wordt gebruikt. De meeste universiteiten hebben daar de faciliteiten niet voor, maar het Else Kooi Lab in Delft wel. Gaio probeert de techniek voor alle biologen beschikbaar te maken. “Ik ben in veel biologische labs gaan kijken om te zien hoe ze werken, welke uitdagingen ze hebben, om dan iets te ontwerpen wat hun problemen oplost.”

Nu heeft Gaio extra geld om zijn techniek te verspreiden, binnen en buiten Nederland. Hij ontving gisteravond in Berlijn de Lush Prize voor jonge onderzoekers, na afloop van een internationale conferentie over organs-on-chips als alternatief voor dierproeven. Hij krijgt 11.000 Britse pond, ruim 10.000 euro.

De prijs komt nota bene van een bedrijf in cosmetica, de branche die decennialang het mikpunt was van antidierproefactivisten. Een van die activisten was Hilary Jones, nu ethisch directeur bij Lush. “We hebben vanaf de oprichting tegen dierproeven gestreden. Het is voor ons niet voldoende dat we ze zelf nooit toepassen, we willen helpen voorkomen dat er waar ter wereld ook dierproeven worden gedaan. We vinden ze niet allen wreed, maar ook verouderd, onbetrouwbaar en onwetenschappelijk”, zegt Jones vanuit het hoofdkantoor in Londen.

Jones is razend enthousiast over de ontwikkeling van organs-on-chips. “Hoe meer je de onderling verbonden functies van het menselijk lichaam kunt nabootsen, hoe dichter je bij het punt komt dat er geen excuus is voor tests op dieren. Denk ook aan de ontwikkeling van computersoftware die de werking van chemicaliën en medicijnen kan voorspellen. Dit zijn 21ste-eeuwse innovaties waarbij het gebruik van dieren beschamend primitief afsteekt.”

Alternatieven

Ook Saskia Aan, medewerker wetenschap en innovatie bij de Nederlandse Stichting Proefdiervrij, is enthousiast over de ontwikkelingen. Sinds het verbod op dierproeven in de cosmetica richt de stichting haar pijlen op de medische wetenschap. Medewerkers protesteren niet bij de proefdierlabs. De stichting steekt haar geld in onderzoek naar alternatieven.

“Voor de meeste onderzoekers die aan organs-on-chips werken is de belangrijkste drijfveer dat het betere wetenschap oplevert dan andere modellen, zoals proefdieren”, erkent Aan. “Maar het mooie is dat proefdiervrije innovatie niet alleen beter is voor het dier, maar ook voor de mens.”

Ander baanbrekend onderzoek moet alternatieven opleveren voor dierproeven voor virusonderzoek. “Virusonderzoek is heel erg afhankelijk van proefdieren. Voor het eerst wordt nu gekeken of organoïden, die al veel worden ingezet voor kankeronderzoek, ook voor virusonderzoek geschikt zijn”, aldus Aan. Soms hoeft er aan het onderzoek zelfs geen enkele levende cel te pas te komen, blijkt uit een project ­samen met de Brandwondenstichting. “Een wiskundige uit Delft heeft een computermodel bedacht om de contractie van brandwonden te voorspellen. Er worden alleen data gebruikt van eerder gedane dierproeven en van ­patiënten.”

Proefdiervrij

Overigens zijn dierproeven voor cosmetica nog lang niet de wereld uit. In de Verenigde Staten zijn ze gemeengoed en in China zijn ze zelfs verplicht. Aan: “Als Europese bedrijven hun producten in China willen verkopen, moeten ze die afgeven zodat de Chinese overheid ze op dieren kan laten testen. Wanneer je producten in Europa proefdiervrij op de markt brengt en ze in China alsnog op dieren laat testen, kun je ze dan nog proefdiervrij noemen?”

Veel cosmeticamerken houden zich stil over dit onderwerp, al is er volgens Aan beweging in de branche. “Unilever heeft onlangs gezegd het proefdiergebruik terug te willen dringen en bereid te zijn zich terug te trekken uit landen die dierproeven verplicht stellen.”

Zij verwacht dat de grote effecten van de onderzoeken die nu lopen pas over enkele jaren merkbaar zijn. Het is de vraag of dierproeven helemaal vervangen kunnen worden, al zijn Aan en Jones daar wel van overtuigd.

“Er is geen andere toekomst”, zegt Jones. “Als we veilige, betrouwbare en wetenschappelijke testen willen, dan moeten we af van deze onhandige, ouderwetse dierproeven. Het gebruik van weerloze wezens voor ongelooflijk ­wrede tests is geen teken van een moderne, vooruitstrevende wereld.”

Lees ook:

De fruitvlieg is het ideale proefdier

Het is het ideale proefdier. Goedkoop, makkelijk in het onderhoud en met snel resultaat. Maar wees voorzichtig. ‘Het fruitvliegje is toch een heel ander beestje dan de mens.’