Rijksoverheidslogo
Nationaal Kenniscentrum Alternatieven voor dierproeven

More science, less animals!

Bas Blaauboer

Bas Blaauboer, Universiteit Utrecht en IRAS  

“Alle Ding' sind Gift, und nichts ohn' Gift; allein die Dosis macht, daß ein Ding kein Gift ist”, wist de grondlegger van de toxicologie, Paracelsus , al in de zestiende eeuw. Bij de huidige toxicologische risicobeoordeling draait het nog steeds om het vinden van de dosis waarbij stoffen geen schade aanbrengen aan mensen, het milieu, planten en dieren. Dat is lastig want de giftigheid van een stof is niet simpel af te leiden uit de stofeigenschappen. Wat bovendien giftig is voor het ene organisme, hoeft dat niet te zijn voor een ander.

Een manier om de acute giftigheid van een stof te bepalen is de LD50. Dit staat voor de letale dosis waarbij 50% van de blootgestelde organismen overlijdt. “Dat zijn echt hele nare testen”, vindt Bas Blaauboer, vanwege de Doerenkamp-Zbinden Foundation aangesteld als hoogleraar Alternatieven voor dierproeven in de toxicologische risicobeoordeling aan de Universiteit Utrecht en verbonden aan het Institute for Risk Assessment Sciences. “Bovendien zijn de effecten bij proefdieren als muizen en ratten lang niet altijd gemakkelijk te vertalen naar effecten in de mens. In vitro methoden kunnen een belangrijk hulpmiddel zijn om die effecten voor veel stoffen veel beter te voorspellen. Dat is waar wij aan werken: more science, less anmimals.”

Betere modellen

Hoewel Blaauboer officieel hoogleraar in Alternatieven voor dierproeven is, vindt hij de term alternatieven niet handig. “De term suggereert iets geitenwollensokken-achtigs. Maar het gaat gewoon om keiharde science. De vraag is hoe we modellen kunnen inzetten die een betere voorspelling geven van de risico’s voor mens en milieu. Dat geldt niet alleen voor toxicologische risicobeoordeling, ook bij onderzoek naar ziekten is het diermodel niet ideaal. We moeten dus op zoek naar betere modellen. De testen op toxiciteit zijn per definitie testen die dierenleed veroorzaken. Die moeten we niet doen als het niet echt nodig is. Er is al heel veel mogelijk in vitro.”

Nieuw denkpatroon

In de afgelopen 80 jaar is een lappendeken aan diermodellen ontwikkeld voor toxicologische risicobeoordeling. Vaak als reactie op een acuut probleem. Veel van die diertesten zijn opgenomen in wettelijke richtlijnen voor het doen van onderzoek naar bijvoorbeeld geneesmiddelen. Hierbij speelt altijd onzekerheid of mensen gevoeliger voor de stof zijn dan het diermodel. Klassiek wordt dan in een diermodel een dosis vastgesteld die geen effect heeft: dat getal gedeeld door een veiligheidsfactor geeft de bovengrenzen aan voor blootstelling bij mensen. Het vervelende is dat die diermodellen nu als standaard worden gebruikt bij regelgeving. “Als je voor het testen van een bepaalde stof een non-animal model wilt gebruiken, moet je aantonen dat die test even betrouwbaar is als het diermodel. Dat wordt heel lastig als het diermodel onbetrouwbaar is. Bijvoorbeeld de oogirritatietest bij konijnen. Dat is echt een vreselijke test, waarbij de uitkomsten per keer enorm verschillen. Het is dus onzin om een ander model met zo’n slecht model te vergelijken.” De nieuwe benadering van toxicologische risicobeoordeling leent zich volgens Blaauboer niet voor de klassieke manier van validatie. “Het vraagt een nieuw denkpatroon. Wat dat betreft staan we echt voor een paradigma shift.”

Opsporen no-effect-level

Niet alleen in Nederland, maar ook internationaal is er steeds meer aandacht voor hoe onderzoekers slimmer te werk kunnen gaan bij op opsporen van het ‘no-effect-level’ van een stof. Een rol speelt daarbij het principe van de Threshold of Toxicological Concern (TTC). Dit verwijst naar de mogelijkheid om voor alle chemische stoffen een humane blootstellinggrens te bepalen waaronder geen noemenswaardig risico voor de gezondheid van de mens te verwachten valt. Zo zit in cola aspartaam, maar iemand moet zijn levenlang elke dag minstens zeventien glazen cola drinken om daar iets van te merken. Het heeft dus geen zin om in dierexperimenten zulke hoge doseringen aspartaam toe te dienen dat dieren daar kanker van ontwikkelen. Volgens Blaauboer vindt het principe van TTC ook bij regelgevende instanties steeds meer weerklank. Een ander buzz-word op dit moment is ‘high throughput screening’. Daarbij bestaat het risico volgens Blaauboer dat in vitro niet precies gemeten wordt hoeveel van de stof echt terecht komt in de cellen. Blaauboer: “Een deel van de stof verdampt, een deel hecht aan het plastic bakje en een deel bindt aan het eiwit in het medium. Het is dus mogelijk dat er een veel kleiner deel van de stof die wordt toegevoegd vrij beschikbaar is voor de cellen. In dat geval kan de toxiciteit veel groter zijn dan op basis van de proef wordt verwacht.” Een ander aandachtspunt wat betreft in vitro testen is dat ze alleen antwoord geven op acute toxiciteit van een stof en geen rekening houden met langduriger of meermalige blootstelling. Een interessant Europees onderzoek met de naam Predict-iv probeert hier oplossingen voor te vinden door cellen langere tijd achter elkaar elke dag weer bloot te stellen aan een stof.

Vertaling in vitro naar in vivo

Een heleboel testen van de afgelopen tientallen jaren op het gebied van toxiciteit hebben een goede functie gehad. “De kennis die dat opgeleverd heeft moeten we zeker niet weggooien. Het is dit soort kennis waarop we nieuwe systemen zonder diermodellen kunnen bouwen. We krijgen een steeds beter inzicht in hoe we de toxiciteit van stoffen kunnen inschatten. Databases en computermodellen zorgen er voor dat er geen onnodige herhalingen van dierexperimenten plaats hoeven te vinden. In vitro-testen helpen om betrouwbaardere voorspellingen te doen omtrent schadelijke werkingsmechanismen van stoffen voor mens en milieu. Er moet dan wel een vertaalslag plaatsvinden van in vitro systemen naar intacte menselijke organismen. Hiervoor bestaan computermodellen die de beweging van stoffen in het lichaam simuleren. Met deze fysiologisch-gebaseerde kinetische modellen beschrijven wetenschappers al langer de kinetiek van geneesmiddelen, hiermee maken ze schattingen van de hoeveelheid stof die de beoogde receptor bereikt. Omgekeerd zijn deze modellen ook bruikbaar om in vitro werkzame concentraties om te rekenen naar doses waarbij werkzame concentraties op de meeste plekken in het lichaam bereikt worden. Zo worden kwantitatief verantwoorde vertalingen van in vitro naar in vivo (IVIVE) mogelijk. “We zijn er nog lang niet”, stelt Blaauboer. “Maar de ontwikkelingen zijn veelbelovend. Diermodellen zullen niet één op één vervangen worden door andere modellen. Het gaat om het vinden van wetenschappelijke goede manieren om toxicologische effecten op systemen die er toe doen te kunnen voorspellen. Dat is dus een fundamenteel andere benadering dan de huidige op diermodellen gebaseerde risicobeoordeling.”

Illustratie interview Bas Blaauboer
.