3V-Stimuleringsfonds: realistischer giftigheidsonderzoek

4 jaar geleden

Remco Westerink is toxicoloog aan het Institute for Risk Assessment Sciences (IRAS) van Diergeneeskunde, Universiteit Utrecht. Hij ontving in 2016 subsidie van het 3V-Stimuleringsfonds voor zijn onderzoek naar slimmere methoden om de effecten van stoffen op de hersenen te testen. Hij voert dit onderzoek nu uit, samen met toxicologen van het RIVM.

Wat is het doel van dit onderzoek?

We willen giftigheidsonderzoek verbeteren. Je kijkt dan naar effecten van stoffen op processen in het lichaam. Dit gebeurt vaak met dierproeven. Die kun je vervangen en tegelijk de manier van testen verbeteren door een kweekschaaltje met cellen te gebruiken. Dat gebeurt al steeds meer, maar wij willen de processen in het lichaam van de mens extra goed nabootsen.

Hoe doe je dat?

We kijken naar de invloed van stoffen op hersencellen, en dat onderzoek proberen we op twee manieren te verbeteren. De eerste is dat we geen verzameling losse hersencellen nemen, maar een netwerk van cellen. Het voordeel is dat je ook kijkt naar de onderlinge reacties binnen en tussen cellen. De tweede manier is dat we de blootstelling aan de teststoffen realistischer maken. In het echt krijg je een stof niet ingespoten in je brein, maar krijg je die bijvoorbeeld binnen via voedsel of inademing. Op dat laatste focussen wij: het inademen van stoffen.

Hoe boots je het ingewikkelde proces van inademing dan uit?

Je longen leggen het contact tussen je bloed en de buitenlucht. Dus aan één kant van jouw longcellen stroomt jouw bloed, en aan de andere kant komt je adem langs. Precies dat bootsen we na. We brengen longcellen aan één kant in aanraking met een vloeistof, en aan de andere kant met lucht waar een bepaalde stof in is gemengd, zoals uitlaatgassen of rook van een sigaret. Vervolgens kijken we in de vloeistof naar de uitwerking van die stoffen. De tweede stap is dat je die vloeistof toevoegt aan gekweekte hersencellen en kijkt wat er dan gebeurt. Dat doen we in kweekbakjes met electroden die de activiteit meten.

Hoe ver zijn jullie?

Het eerste deel is klaar. We hebben nu een reeks vloeistoffen met daarin mogelijk giftige stoffen die via longcellen uit lucht zijn opgenomen. Die kunnen we nu gaan testen op de hersencellen om de effecten op het brein te zien.

Is dit onderzoek helemaal proefdiervrij?

Helaas nog niet helemaal. We wilden wel per se werken met menselijke longcellen, en hebben een masterstudent gevraagd om op basis van literatuur te onderzoeken hoe we geschikte menselijke longcellen konden kiezen, bijvoorbeeld cellen gekweekt uit stamcellen. De hersencellen moesten we echter uit een jonge rat halen. Dat is overigens al een enorme vooruitgang ten opzichte van de oude situatie, waarin een groot aantal dieren langdurig rook moest inademen. Uit die ene jonge rat kunnen we 48 testjes voor verschillende stoffen of concentraties maken. Je hebt het dus over Vermindering én Verfijning. Misschien is volledige Vervanging ooit mogelijk, maar zover zijn we nog niet.

Wat zijn mogelijke toepassingen van dit onderzoek?

Als we kunnen aantonen dat deze opzet werkt voor de opname van stoffen via de longen, kun je ook iets dergelijks maken voor de huid of de darmwand. En in plaats van effecten op de hersenen kun je bijvoorbeeld ook effecten op de nieren of de lever testen. Al die processen kun je dan extra betrouwbaar namaken, met veel minder proefdieren.

Wat is de rol van het 3V-Stimuleringsfonds geweest?

Het fonds was noodzakelijk om dit te kunnen doen. Voor het ontwikkelen van goede nabootsingen van blootstellingsroutes om de giftigheid van stoffen beter te bepalen, kun je maar moeilijk geld krijgen. Er is immers een risico dat het je methode niet werkt, en financiers willen zo min mogelijk risico nemen. Die terughoudendheid bij fondsen remt innovatie. Wil je dat veranderen, dan zouden ze ook geld uit moeten trekken voor veelbelovend, maar niet bij voorbaat succesvol onderzoek. Gelukkig konden we het met dit potje geld en het aantrekken van een stagestudent het onderzoek toch van de grond krijgen.

Wat heeft de samenleving eraan?

Behalve Vermindering en Verfijning van dierproeven, bereik je dat je de veiligheid van stoffen extra goed kunt testen. Wij vergelijken nu een gewone sigaret met de e-smoker. In een parallelle studie kijken we naar mogelijke effecten op de hersenen van het inademen van verontreinigingen in cabinelucht van vliegtuigen. De toepassingen zijn legio, denk maar aan fijnstof in de buitenlucht, of uitlaatgassen in de stad. En als we erin slagen om dit ook te laten werken voor andere blootstellingsroutes, zoals huid en darm, en voor andere organen, zoals hart, lever en nier, dan nemen de toepassingen alleen maar toe.

Wat is jouw persoonlijke motivatie?

Ik vind het vooral leuk. In mijn opleiding keek ik naar losse zenuwcellen. Later kon ik me verdiepen in netwerken van cellen. Nu kijk ik naar hele routes van blootstelling aan stoffen. Ik zie het als een bouwpuzzel. En wat betreft de drie V’s: natuurlijk wil niemand graag dierproeven doen, ik ook niet. Dus dat ik kan bijdragen aan Vermindering en Verfijning is een extra plezier!