Rijksoverheidslogo
Nationaal Kenniscentrum Alternatieven voor dierproeven

Testen met embryo's van zebravis voor onderzoek ontwikkelingstoxicologie

Sanne Hermsen

Sanne Hermsen, RIVM

Miljoenen embryo’s van zebravisjes heeft Sanne Hermsen, onderzoeker bij het RIVM, afgelopen jaren bekeken onder de microscoop. In 2013 promoveert zij op haar onderzoek naar het ontwikkelen van een model met embryo’s van zebravissen voor onderzoek naar ontwikkelingstoxicologie. Hoewel je dat op het eerste gezicht niet zou zeggen, zijn er veel overeenkomsten tussen een zebravis en een mens. Bij de ontwikkeling van een zebravis en een mens spelen dezelfde mechanismen een rol. Dat maakt het embryo van een zebravis heel geschikt om de effecten van stoffen op de ontwikkeling te testen. Deze test zal waarschijnlijk niet op zichzelf staan, vertelt Hermsen. “Maar in combinatie met bijvoorbeeld een stamcelproef of meerdere toxiciteit testen zonder proefdieren, zal de voorspellende waarde toenemen.”

Toen Hermsen een aantal jaren geleden begon met haar onderzoek was er uit de literatuur wel een en ander bekend over testen met zebravissen. Maar er was niet onderzocht of zebravisembryo’s (tot drie dagen) ook ingezet konden worden bij onderzoek naar ontwikkelingstoxicologie. In eerste instantie werd bij RIVM begonnen met onderzoek onder de microscoop. Een eitje van een zebravis groeit in drie dagen uit tot een zwemmend visje. Door het embryo bloot te stellen aan stoffen, kunnen de effecten van de stof op bijvoorbeeld de bloedsomloop en de groei worden vastgesteld. Als dat onder de microscoop gebeurt is de beoordeling persoonsafhankelijk, het blijft een menselijke waarneming. Daarom is gezocht naar een meer objectieve waarneming. Daarbij is gebruik gemaakt van de relatief nieuwe techniek genomics. Met deze techniek kan activiteit van het gehele genoom van cellen bestudeerd worden door het meten van RNA concentraties. RNA is molecuul dat net als DNA bestaat uit een reeks aan elkaar gekoppelde nucleotiden. In de cellen vind je verschillende typen RNA, die hebben een rol in de productie van eiwitten op basis van informatie uit het DNA. Het RNA laat activiteit in een cel zien, deze is bijvoorbeeld verschillend in een hartspier- of een hersencel. Als je een embryo van een zebravis blootstelt aan een stof, treedt er een verandering op in het RNA patroon.

Illustratie interview Sanne Hermsen

In vitro of in vivo?

Na ongeveer vijf dagen is een zebravisje in staat om zelf voedsel op te nemen. Vanaf dat moment valt de vis onder de Wet op de dierproeven. De proeven op jongere zebravisembryo’s zijn dus volgens de wet geen dierproeven. “Die grens is lastig aan te geven”, geeft Hermsen toe. “Zijn de proeven die we doen nu in vitro of in vivo? Dit soort proeven kan in elk geval het aantal ratten en muizen omlaag brengen dat wordt gebruikt voor het testen van effecten van stoffen op de ontwikkeling. In die zin valt het zeker onder de 3V-alternatieven voor dierproeven.”

Nauwkeurig bijhouden

Het voordeel van een zebravisembryo als testmodel is dat het doorzichtig is waardoor je alle orgaansystemen kunt zien zitten. Het is een compleet organisme. Daarbij ontwikkelen de embryo’s zich allemaal in hetzelfde tempo. En het gaat ook heel snel, na één dag lijkt het al op een visje. De effecten van de stoffen op de visembryo’s worden nauwkeurig bijgehouden. Er is een puntensysteem ontwikkeld waarop de embryo’s gescoord worden wat betreft afwijkingen of groeiachterstand. Daarnaast wordt door het meten van RNA in de gaten gehouden welke genen tot expressie komen bij een bepaalde stof. “Van sommige stoffen weten we wat ze doen en die effecten zien we inderdaad terug in de zebravisembryo. Met de jonge zebravis kunnen we dus ook naar werkingsmechanismen van stoffen kijken. Met behulp van het meten van gen expressie kun je effecten van stoffen zien die je niet met het oog kunt waarnemen,” legt Hermsen uit.

Nog veel onbekend

Hoewel het onderzoek al veel heeft opgeleverd is er ook nog veel onbekend, vertelt Hermsen. Het embryo zit de eerste paar dagen nog in het chorion, een soort schilletje. Het idee is dat stoffen wel door dat schilletje gaan, maar hoeveel van de stof dan precies in het visje terecht komt is nog onduidelijk. “Dat zijn dingen die we echt nog moeten gaan uitzoeken voor we zover zijn dat een test gevalideerd kan worden. Daar werken we hard aan. Een gevalideerde OECD test richtlijn voor een zebravis embryotoxiciteitstest is in ontwikkeling,. Maar dat gaat om een alternatieve test in plaats van een volwassen zebravis toxiciteitstest waarbij alleen gekeken wordt naar de overleving. Wij willen in de test ook naar de gen expressie in de embryo’s kijken.”

Combineren

De test met zebravisembryo’s voor onderzoek naar ontwikkelingstoxicologie, zal altijd in combinatie met andere testen zoals een stamceltest of andere toxicologische testen gedaan worden verwacht Hermsen. Aan de hand van de gecombineerde resultaten van de testen kan er bepaald worden of er dan nog een dierproef nodig is. “Het is zeker geen sinecure om de testen op een goede manier op te zetten. Maar met een goede combinatie van testen kun je wel het aantal proefdierstudies verminderen.”

.