Omdat zij een huid-op-een-chip model bedacht dat het mogelijk maakt om complexe huidziekteprocessen te bestuderen en nieuwe medicijnen te testen, heeft Sue Gibbs de Lef in het Lab-prijs 2015 van de Dierenbescherming gekregen.
Door dit huid-op-chip-model is het gebruik van proefdieren niet meer nodig. Het publiek kon via de site van de Dierenbescherming stemmen op vier genomineerden voor de Lef in het Lab-prijs.
Dik van Gent is werkzaam op de afdeling Genetica van het Erasmus Medisch Centrum in Rotterdam. Hij is hier Universitair hoofddocent en Opleidingsdirecteur van het MSc programma Molecular Medicine. Zijn belangstelling gaat vooral uit naar het proces van DNA-schade en hoe DNA zich herstelt. Sinds een jaar of vijf werkt hij met tumormateriaal dat uit de kliniek afkomstig is.
"Eén op de drie personen in Nederland zal tijdens zijn of haar leven een vorm van kanker krijgen. Kanker is de nummer 1-doodsoorzaak in Nederland. In de toekomst zal het aantal kankerpatiënten verder toenemen, onder andere door de stijgende levensverwachting. Er is dus een groeiende behoefte aan nieuwe en betere antikankertherapieën.
Voor onderzoek naar antikankertherapieën worden veel proefdieren gebruikt. Zo wordt tumorweefsel afkomstig uit operaties vaak in muizen geïmplanteerd. Hierna krijgen deze muizen een (menselijke) tumor waarop behandelingen worden getest. Wij ontwikkelen nieuwe technieken om menselijk tumormateriaal direct - zonder tussenkomst van proefdieren - te kunnen testen van nieuwe medicijnen en behandelingen. Het menselijke tumorweefsel wordt zo snel mogelijk na een operatie in flinterdunne plakjes gesneden. Deze plakjes worden buiten het lichaam verder gekweekt en vervolgens gebruikt voor het testen van (nieuwe) medicijnen of andere therapieën. Wij willen deze technologie zo snel mogelijk introduceren bij farmaceutische bedrijven. Zij gebruiken veel proefdieren voor het testen van hun medicijnen en dat hoeft dus niet. Zo kunnen zij het aantal gebruikte proefdieren verminderen.
Ons onderzoek richt zich vooral op het verkrijgen van meer inzicht in de reactie van cellen op stoffen of straling die het DNA beschadigen. Antikankertherapieën zijn vaak op dit principe gebaseerd: ze maken DNA-schade. Dit doodt de tumorcellen en de tumor krimpt of verdwijnt zelfs. Want vaak zijn de kankercellen niet goed in staat deze breuken te repareren, waardoor deze behandelingen extra effectief zijn. We willen beter begrijpen hoe de DNA-schade gemaakt wordt. Hoe de cel op moleculair niveau met die schade omgaat. En hoe we kunnen voorspellen of een behandeling zal aanslaan. Door beter te begrijpen hoe tumorcellen op de antikankertherapieën reageren, kunnen er in de toekomst gerichtere therapieën ontwikkeld worden, dus toegesneden op de individuele patiënt. Onderzoek zal moeten uitwijzen hoe goed dit alternatief is, maar wij hebben er nu al hoge verwachtingen van.”
Aangesteld aan de Universiteit Maastricht verrichtte Heemskerk onderzoek naar de vetopbouw in bloedcellen bij onderzoeksschool NUTRIM (School of Nutrition and Translational Research in Metabolism). Nu doet hij onderzoek naar de werking van trombose en hemostase bij onderzoeksschool CARIM (School for Cardiovascular Diseases). Heemskerk is hoogleraar Celbiochemie van trombose en hemostase. Binnen CARIM leidt hij een actief, internationaal onderzoeksteam.
"Zonder uitzondering krijgt ieder van ons op oudere leeftijd last van aderverkalking. Soms blijft dit zonder gevolgen, maar heel vaak is dit ook de voorbode van hart- en vaatziekten. Denk bijvoorbeeld aan een TIA, herseninfarct, hartinfarct of trombose. Nog steeds vormen hart- en vaatziekten één van de belangrijkste doodsoorzaken in Nederland. Belangrijke redenen daarvoor zijn dat de medicatie ter voorkoming van een herhaling van de aandoening enerzijds nog niet goed genoeg werkt en anderzijds tot ernstige bloedingen kan leiden, zoals een hersenbloeding. Daarom is er meer onderzoek nodig om meer effectieve medicatie te vinden. Medicijnen die ons beter beschermen en tegelijk minder bijwerkingen geven zoals bloedingen.
Aan een hartinfarct en herseninfarct ligt een trombotisch proces ten grondslag. Tot voor kort werd er vanuit gegaan dat er experimenten met levende proefdieren nodig zijn om in dit proces in te grijpen. Talloze diermodellen zijn daarvoor ontwikkeld, vooral met muizen, ratten, konijnen, honden en apen. Daarbij wordt aderverkalking opgewekt, in een slagader een trombose veroorzaakt, en vervolgens het effect van allerlei stoffen daarop nagegaan. De werking van bijna alle medicatie die we nu kennen, is op deze manier getest, voordat deze in mensen gebruikt kon worden. Echter duurt dit soort testen onder narcose vaak lang (enige uren) en gaat bovendien ten koste van veel proefdieren.
In ons onderzoeksteam aan de Universiteit van Maastricht zijn wij al een aantal jaren bezig om alternatieven te bieden voor deze belastende proefdierstudies. Dit doen wij volgens het principe van de drie V's:
- Verfijning
- Vermindering
- Vervanging
In het lab hebben wij een techniek ontwikkeld om het trombotisch proces te meten in een microfluidic flowkamer. Dit is een heel klein doorstroomkamertje (0.05 mm. dik en 3 mm. breed) dat aan één kant gecoat is met eiwitten uit de bloedvatwand en waardoor met een precisiepomp een kleine hoeveelheid bloed gepompt wordt. Onder stromingscondities zoals in de (slag)aders hechten de bloedcellen aan de gecoate eiwitten en vormen een bloedstolsel. Deze wordt met microscopische technieken gemeten. De apparatuur voor deze techniek hebben we onlangs sterk vereenvoudigd. Hierdoor kunnen we nu in één keer achttien verschillende uitkomsten bepalen. Hierdoor is het mogelijk geworden om de trombosekans te meten in een klein bloedmonster in plaats van in een levend proefdier (Verfijning). Verder levert elke test een grote hoeveelheid informatie op (Vermindering). En tenslotte is het mogelijk om mensenbloed te gebruiken in plaats van proefdierbloed (Vervanging).
Met deze flowkamers gaan wij de boer op in binnen- en buitenland. We willen onze collega's wijzen op de vele nieuwe mogelijkheden van deze techniek, met name als alternatief voor proefdiergebruik.”
Peter Hordijk is hoofd van de afdeling Moleculaire Celbiologie bij de onderzoeksdivisie van Sanquin Bloedvoorziening. Het onderzoek van de afdeling richt zich op ontsteking, vooral op het proces waarbij witte bloedcellen vanuit de bloedvaten naar de weefsels bewegen. Voor dit onderzoek wordt geavanceerde microscopie gecombineerd met moderne moleculaire en biochemische technieken. Vanaf 2011 is Hordijk daarnaast als hoogleraar verbonden aan het Swammerdam Institute for Life Sciences van de Universiteit van Amsterdam.
"Wel eens een puistje gehad? Wie niet? Een puistje is het gevolg van een ontsteking in de huid die ontstaat als je je gesneden of gestoten hebt. Bacteriën - die dol zijn op een warme en voedzame omgeving - kunnen het wondje binnendringen en daar gaan groeien. Ons lichaam heeft gelukkig een leger aan witte bloedcellen dat vanuit het bloed naar zo’n ontsteking wordt gestuurd om de bacteriën op te ruimen. Deze afweercellen zijn de ‘pus’ die je bij een ontsteking kan zien. Nu is een puistje niet zo erg, maar een ontsteking in je gewrichten of je longen is een heel ander verhaal. Wat er dan kan gebeuren, is dat ons eigen ‘leger’ maar blijft proberen die ontsteking op te ruimen. En daarbij ook ons eigen lichaam aanvalt en beschadigt. Dit gebeurt bij chronische ontstekingsziekten, zoals reuma en astma, maar ook bij aderverkalking, wat een ontsteking in de wand van een bloedvat is.
Er wordt veel onderzoek gedaan naar de oorzaken van ontsteking, zowel in gekweekte cellen als in cellen van proefdieren, zoals muizen. Door het erfelijk materiaal van de muizen te veranderen, kun je onderzoeken hoe ontstekingen ontstaan. Maar je kunt bijvoorbeeld ook nieuwe medicijnen in muizen testen. Probleem is wel dat muizen en mensen nogal verschillend zijn als het om de oorzaken en behandeling van ontstekingen gaat.
Vandaar dat wij hebben onderzocht of we ons ontstekingsonderzoek ook met behulp van bloedvaten van mensen kunnen doen. Daarvoor gebruiken we altijd bloedvaten die worden weggegooid, zoals van navelstrengen die net door jonge vaders zijn doorgeknipt. Gelukkig mogen wij - in goed overleg met het ziekenhuis natuurlijk - dergelijke ‘afval-vaten’ gebruiken voor ons onderzoek.
Met behulp van de nieuwste technieken op het gebied van moleculaire biologie en microscopie onderzoeken wij welke genen en factoren van belang zijn voor het ontstaan van ontsteking. Ook willen wij weten hoe witte cellen vanuit de bloedvaten naar de weefsels gaan. Tenslotte hopen we hiermee een methode te ontwikkelen waarmee ontstekingsremmende medicijnen kunnen worden getest. Omdat het hier om bloedvaten van mensen gaat, denken wij dat deze aanpak niet alleen een goede aanvulling, maar ook deels een vervanging van proefdieronderzoek kan zijn."
Sue Gibbs was in 2006 medeoprichter en directeur van A-Skin Nederland, een nieuw bedrijf van het VUmc. Dit bedrijf richt zich op het ontwikkelen en toepassen van gekweekte huid. De wetenschappelijke carrière van Gibbs staat in het teken van onderzoek naar de menselijke huid en in het bijzonder het ontwikkelen van alternatieven voor dierproeven. Gibbs is hoogleraar Huidregeneratie bij het VUmc/ACTA.
Gibbs kiest bewust voor onderzoek doen zonder proefdieren. Ze is een inspiratie voor collega’s om steeds minder te kiezen voor dierproeven. Gibbs: “Er zijn zeker onderzoeken waarbij proefdieren nodig zijn, omdat er geen goede alternatieven bestaan. Maar proefdieronderzoek mag nooit vanzelfsprekend zijn. Ik ontwikkel modellen die het gebruik van proefdieren overbodig maken en lever zo een bijdrage aan het onderzoek doen zonder proefdieren."
Sue Gibbs is bedenker van een huid-op-een-chipmodel dat het mogelijk maakt om complexe huidziekteprocessen te bestuderen en nieuwe medicijnen te testen. Het gebruik van proefdieren is daardoor niet meer nodig. Ze maakt een labmodelhuid waarin ze huidcellen, immuuncellen, vaatwandcellen en bindweefselcellen op een gecontroleerde manier samenbrengt in een microchip. Door al deze cellen samen te voegen, werkt de kweekhuid als een echte huid. Gibbs: "In de toekomst gaan we verschillende organen met aderen op een chip maken. Zo wordt een menselijk systeem met huid, lymfeknopen, nieren en lever op chip nagemaakt."
"Het goede nieuws is dus dat er door deze chip straks geen proefdier meer nodig is om huidziektes en de werking van nieuwe medicijnen tegen huidziektes te onderzoeken. Op termijn komen er ook dergelijke modellen voor andere toepassingen op mensen”, aldus Gibbs.
