Toxicoloog Rob Stierum van TNO ontwikkelt samen met andere onderzoeksinstellingen een uniek alternatief voor dierproeven op basis van humane celsystemen en computermodellen. Hiermee kan niet alleen worden voorspeld of een stof wel of niet giftig is, maar ook bij welke concentratie er gezondheids-schade kan optreden. De eerste testen zijn hoopvol.

Het bepalen van de toxiciteit van medicijnen of van stoffen waaraan mensen in het dagelijks leven worden blootgesteld, gebeurt meestal met dierproeven. Met het programma Meer Kennis met Minder Dieren wil ZonMw de ontwikkeling van alternatieven voor proefdiergebruik stimuleren.

Een mooi voorbeeld van zo’n project is dat van Rob Stierum, toxicoloog bij TNO. Hij vertelt dat de basis van zijn concept humane cellen in een kweekbakje zijn. `Aan die cellijnen voegen we het te onderzoeken stofje toe. Met onder andere genomics-technieken meten we vervolgens de biochemische veranderingen van die cellen. Zo zie je of het een agressieve of een mildere stof is. Een agressieve stof kan in potentie gevaarlijk zijn voor de gezondheid, maar je weet dan nog niet bij welke dosering dat risico optreedt. Vernieuwend aan ons project is dat we ook proberen om die drempelwaarde te voorspellen.’

Op welke wijze wordt die drempelwaarde bepaald?

`We verzamelen openbare wetenschappelijke genomics-gegevens en informatie over blootstelling en gezondheidseffecten bij mensen rond die drempelwaarde. Bovendien voeren we ook zelf laboratoriumstudies uit met menselijke cellijnen. Er komen geen dierproeven aan te pas. Door alle data via computermodellen met elkaar in verband te brengen en te kijken bij welke concentraties er biochemische veranderingen optreden in de cellijnen, kun je uiteindelijk voorspellen waar de drempelwaarde ligt.’

Hoever zijn jullie met de ontwikkeling van dit concept?

`Binnen dit project hebben we ons beperkt tot levertoxiciteit als gevolg van medicijnen waarbij galstuwing optreedt en op huidallergie door chemische stoffen. Voor galstuwing onderzochten we samen met de universiteiten van Groningen en Nijmegen 2 modelstoffen: glibenclamide, een geneesmiddel voor diabetes mellitus type 2, en de afweerremmer ciclosporine A. Met het computermodel hebben we aangetoond dat we in staat zijn om in te schatten of er wel of geen galstuwing optreedt en ook vrij nauwkeurig is te voorspellen bij welke dosering dat gebeurt. Die voorspelling komt aardig overeen met de dosering waarbij mensen in de kliniek bijwerkingen krijgen. Voor huidallergie, een onderzoek dat we samen met het RIVM hebben gedaan, lukte dat nog niet.’

Wat was het probleem?

`Bij het levermodel hebben we veel gedetailleerder gekeken – tot zelfs in de levercel - naar de biochemische processen die betrokken zijn bij het effect van de 2 stoffen op de galstuwing. De aanpak bij huidallergie was minder gedetailleerd. Als we meer tijd, geld en middelen hebben, kunnen we ook voor deze aandoening veel verder komen.’

Duurt het nog lang voordat deze methode dierproeven overbodig zal maken?

`De mens zit complex in elkaar. We hebben nog een flinke weg te gaan. Zo willen we niet alleen naar het effect van een stof op één celsysteem kijken maar op meerdere celsystemen en organen tegelijk. Een soort man on a chip: dat je in het lab verschillende celsystemen hebt, die met elkaar zijn verbonden via een kunstmatig bloedvatsysteem. Dan kun je een stof als het ware in dat virtuele lichaam op de voet volgen en per celsysteem zien welke gezondheidseffecten die heeft. Met die data kunnen we het computermodel voeden, waardoor voorspellingen veel nauwkeuriger worden.’

En gaat dat dan uiteindelijk bij elke stof en elk ziektebeeld lukken?

`Mensen willen 100 procent zekerheid, maar die kun je als toxicoloog nooit bieden. Ook niet met proefdierstudies. Maar ik ben ervan overtuigd dat het ons vroeg of laat gaat lukken adequate voorspellingen te doen, zodat veel proefdierstudies niet meer nodig zijn. Voorwaarde is uiteraard dat onze methode uiteindelijk ook juridisch en politiek wordt geaccepteerd.’ 

Tekst: John Ekkelboom

Gerelateerd

Naar boven
Direct naar: InhoudDirect naar: Onderkant website