De muizen van het Nederlands Kanker Instituut hebben een MRI-scanner die op hun formaat is toegesneden

In het Nederlands Kanker Instituut leven zo’n 14.000 muizen. De proefdieren krijgen er dezelfde behandeling als de mensen in het ziekenhuis ernaast. „Een tumor staat niet op zichzelf, die groeit in een lichaam.”

featured-image

Voor het betreden van de proefdierfaciliteit moet iedereen zich tot op zijn ondergoed uitkleden. Niet alle muizen in de Mouse Cancer Clinic bij het Nederlands Kanker Instituut (NKI) in Amsterdam hebben een immuunsysteem. Om ziektekiemen buiten te houden moet gewone kleding achterblijven in de kleedkamer.

In plaats daarvan krijgt iedereen een rood stofvrij pak, wegwerpsokken, witte klompen, een mondkapje en een haarnetje. De handen worden geschrobt met een borstel en zeep, en nabehandeld met ontsmettende alcohol. Met deze omkleedsessie begint iedere werkdag voor medewerkers van het NKI die met de proefdieren werken – de maatregelen gelden ook voor bezoekers.



Hierna wacht nog een windsluis waar iedereen om de beurt met de handen omhoog in moet, om de laatste bacillen en huidschilfers weg te blazen. Het NKI is het onderzoeksinstituut van het in kanker gespecialiseerde ziekenhuis Antoni van Leeuwenhoek in Amsterdam. Al snel na de oprichting in 1913 werden in dit instituut de eerste labmuizen gehuisvest om naar genetische oorzaken van kanker te zoeken.

En nog altijd gebruikt het NKI proefdieren voor het onderzoek naar oorzaken en behandelingen van kanker: er leven op dit moment zo’n 14.000 muizen en 70 ratten in het instituut. Zij worden met hypermoderne technieken onderzocht.

In de loop van de jaren zijn de gebruiken en regels rond proefdiergebruik veranderd. Er is steeds meer oog voor het welzijn van proefdieren, en er zijn inmiddels allerlei andere mogelijkheden voorhanden voor bijvoorbeeld het testen van medicijnen. „Alternatieven waar mogelijk, proefdieren wanneer noodzakelijk.

Dat is ons motto”, zegt Marieke van de Ven, hoofd van de proefdierfaciliteit van het NKI. Ze gaat voorop in haar rode overall en laat zien hoe modern muizen- en rattenonderzoek eruitziet. Want: welke proefdiervrije alternatieven zijn er? Wanneer is een dierproef nog noodzakelijk? En hoe gaat het onderzoek in zijn werk? Wie in Nederland dierproeven doet moet dat sinds 1978 registreren.

In dat jaar werden in Nederland ruim 1,5 miljoen dierproeven gedaan. Onder meer doordat het in 1997 in Nederland verboden werd om cosmetica te testen op dieren is het aantal dierproeven sindsdien sterk gedaald. De laatste jaren is de daling geleidelijk.

In 2022 werden 490.000 dierproeven geregistreerd, blijkt uit het jaaroverzicht van dat jaar van de NVWA – waarvan 135.000 muizenproeven en 90.

000 rattenproeven. In dit aantal zitten ook alle dieren die niet zijn overleden door een proef en dieren die vaker worden gebruikt voor een proef. Los hiervan registreert de NVWA ook dieren die niet gebruikt zijn voor een proef maar die wel gedood zijn omdat ze in de fok een rol gespeeld hebben.

In 2022 betrof dit 342.000 dieren, waaronder zo’n 200.000 genetisch gemodificeerde muizen.

Het NKI houdt de cijfers ook bij voor de eigen faciliteit. In 2022 zijn hier 18.000 dieren in proeven gebruikt, waarvan ongeveer de helft voor fundamenteel onderzoek is ingezet en andere helft voor toegepast onderzoek, training en onderwijs.

Nog eens 24.000 dieren zijn gedood zonder in een proef te zijn gebruikt – vooral voor het fokken van dieren met een complexe genetische opmaak zijn grote aantallen nodig waarvan maar een klein deel voor onderzoek geschikt is. Bij het NKI huizen alleen muizen en ratten, in andere instituten zijn ook andere dieren aanwezig.

Vissen, vooral zebravissen, worden bijvoorbeeld gebruikt voor onderzoek naar ontwikkelingsbiologie. Voor hersenonderzoek worden naast muizen en zebravissen ook resusapen gebruikt. Voor elke diersoort gelden andere regels.

Ook het volgen van wilde dieren met sensor of pootring telt mee als dierproef. De kaders voor dierproeven zijn geschetst in de Wet op de dierproeven , die voor het eerst is vastgesteld in 1977 en sindsdien enkele keren is gewijzigd. De Nederlandse overheid wil dat proefdieren zo min mogelijk worden gebruikt en heeft als uitgangspunt dat voordelen voor mensen, dieren of de maatschappij moeten opwegen tegen het gebruik van proefdieren.

Ook is een dierproef alleen geoorloofd als het de enige mogelijkheid is om het onderzoeksdoel te bereiken – waar mogelijk proefdiervrij dus. Ook het NKI gebruikt zo veel mogelijk andere methoden om onderzoek te doen en behandelingen te testen waarvoor vroeger dieren werden gebruikt. Zo zijn er zogeheten cellijnen: speciale, altijd maar doordelende cellen die in een tweedimensionaal laagje kunnen worden gekweekt op de bodem van kweekbakjes.

Die bestaan voor allerlei soorten celtypen. Een tweede alternatief is onderzoek met zogeheten organoïden: bolletjes van cellen die in een driedimensionale structuur groeien en iets meer weg hebben van het orgaan waaruit de cellen komen. Hierop kunnen onderzoekers bijvoorbeeld snel verschillende kandidaat-medicijnen screenen, of nagaan op welke manier een combinatie van samen gekweekte celtypen invloed heeft op elkaar.

En sinds een jaar of tien zijn er de zogeheten ‘kanker-op-een-chipmodellen’: kleine kweekbakjes waarin een stukje van de tumor van een patiënt in leven wordt gehouden doordat speciale vloeistof er doorlopend langsstroomt. Die zijn ideaal om te testen of een bepaalde behandeling effect heeft op de tumor van een specifieke patiënt, want elke tumor heeft zijn eigen biochemische omgeving en karakteristieke celtypen. Het effect van een middel kan daarop dus heel anders zijn dan op een laagje cellen op de bodem van een kweekplaat.

„Maar voor sommige onderzoeken zijn proeven op dieren nog steeds onvermijdelijk”, zegt Van de Ven. „Een tumor staat niet op zichzelf, die groeit in een lichaam. Er groeien bloedvaten in, cellen van het immuunsysteem infiltreren de tumor en krijgen er geen grip op, de kanker kan uitzaaien naar andere organen, resistent worden tegen medicijnen.

” De tumor in die samenhang begrijpen kan alleen in een levend organisme. Een klein stukje tumor kan bijvoorbeeld bij een muis onder de huid worden geplaatst om dagelijks te meten hoe hard die groeit, en of een behandeling die groei remt. Ook de tegenwoordig veelgebruikte immuuntherapieën – medicijnen die het eigen immuunsysteem helpen om kankercellen te herkennen en op te ruimen – hadden de afgelopen veertig jaar niet ontwikkeld kunnen worden zonder dierproeven.

De interactie tussen het immuunsysteem en kanker is alleen te bestuderen in een levend dier of de mens zelf. Op de eerste verdieping van de proefdierfaciliteit, waar de Mouse Cancer Clinic huist, klinkt overal muziek. Die is er niet voor de mensen, maar voor de dieren.

Als er altijd achtergrondgeluid is raken de dieren niet verstoord als er pratende mensen naast hun hokken komen staan, is het idee. De muizen zitten in plastic hokken, die boven en naast elkaar in een soort stellingkasten hangen. Op de bovenste rij wordt een voorraad schoon hokmateriaal opgeslagen, zodat het licht van de plafondlampen niet direct in de hokken valt.

Veel muizen zijn beweeglijk, ze klimmen over elkaar heen en staan rechtop tegen de zijkant van de kooi. In elke kooi staat een iglootje van rood transparant plastic. „Die kleur is niet toevallig”, zegt Van de Ven.

„Muizen kunnen de kleur rood niet zien. Als ze in dit huisje zitten is het voor hen donker en voelen ze zich beschut, maar de onderzoeker kan ze wel zien.” In een bak op de hoek van een stelling krioelen vier muizen over elkaar heen.

Ze hebben een bobbel aan de zijkant van hun lijf – een tumor. Aan de bakken hangen labels met informatie over de proef en de muizen. Aan een hok hangt ook een oranje label.

„Dat is een code van de dierverzorgers voor de onderzoeker”, zegt Van de Ven. „Oranje betekent: controleer deze muizen, hun welzijn komt in het geding. Rood betekent: onderneem binnen twaalf uur actie.

” Het oranje label hangt er omdat er een tumor is geconstateerd en vanaf dat moment moet de muis extra gecontroleerd worden. Een tumor mag maximaal één vierkante centimeter groot worden, daarna wordt de muis afgemaakt om lijden te voorkomen. De onderzoekers kunnen individuele muizen onderscheiden doordat het puntje van één of twee teentjes net onder de nagel is afgeknipt.

Een muis heeft vier teentjes aan de voorpoten en vijf aan de achterpoten, elk teentje staat voor een getal. De tientallen worden geteld aan de linkerpootjes, de enkele getallen aan de rechterpootjes. Het tweede teentje van de linker voorpoot staat bijvoorbeeld voor twintig, het eerste teentje van de rechterachterpoot voor vijf.

De muis met dit patroon is dus nummer 25. „Zo is tot 99 te tellen”, zegt Van de Ven. „We knippen de teentjes kort na de geboorte, voordat er zenuwen in de teentjes groeien.

Ze voelen er dan nog niks van. Vroeger gebeurde dit met een knip in de oren, maar daar zitten meteen al veel zenuwen in. Om het genetische profiel te kunnen vaststellen werd eerder het puntje van de staart afgeknipt, maar ook die is meteen gevoelig.

Dat doen we nu ook met het teenkootje.” Bij de ratten wordt met een watervaste marker de staart van een code voorzien – bij de muizen blijft dat niet zitten. Dan gaat Van de Ven voor naar het klapstuk van het NKI: de hoogtechnologische radiologische apparatuur – op muizenformaat.

„De muizen kunnen hier in het gebouw dezelfde behandeling krijgen als de mensen in het ziekenhuis hiernaast. We kunnen bevindingen bij patiënten goed nagaan bij muizen, en andersom”, zegt Van de Ven. „Dat is uniek in Nederland en ook wereldwijd kan dat op maar weinig plekken.

” Een mensen-MRI-scanner beslaat doorgaans bijna een gehele kamer, met ervoor een plateau waarmee een persoon in zijn geheel in de tunnelbuis wordt geschoven. Deze muizen-MRI is ongeveer een meter bij een meter groot, de muizen gaan er ook in hun geheel in, maar hier is het bedje dat de tunnel met het magneetveld ingaat zo’n vijftien centimeter lang. De muizen-MRI geeft een gedetailleerder beeld dan de meeste mensen-MRI’s die in ziekenhuizen staan.

Het magneetveld is 7 tesla sterk. „Dat is meer dan de 1,5 of 3 tesla die voor mensen meestal gebruikt wordt. Dat is nodig omdat een muis veel kleiner is dan een mens en zijn organen en tumoren dus ook”, zegt Van de Ven.

In een andere ruimte staan een SPECT/CT-scanner om kankercellen te detecteren en te monitoren en een PET/CT-scanner voor een gedetailleerder beeld van tumoren. Voor dit soort scans wordt bij de muizen net als bij mensen een radioactieve contrastvloeistof ingespoten. Weer een andere kamer herbergt een microscoop om de groei van een tumor live te kunnen volgen, een deur verder is een kamer met muizen-bestralingsapparatuur waarmee een muis met een tumor gericht bestraald kan worden – er liggen metalen schijfjes met minuscule gaatjes waar de straling doorheen gaat.

„Dankzij deze apparatuur is de ontwikkeling van een tumor door de tijd heen te volgen in dezelfde muis en zonder hem open te snijden”, zegt Van de Ven. „De muis wordt in een onderzoek bijvoorbeeld op dag 7, dag 14 en dag 21 gescand. Toen deze apparatuur er nog niet was, waren hiervoor drie keer zoveel muizen nodig.

” Behalve de proefdiervrije onderzoeksmethoden en de radiologische apparatuur is het genetische knip-en-plakgereedschap crispr-cas een reden dat bij het NKI het laatste decennium minder proefdieren gebruikt worden dan daarvoor. Daarmee kunnen onderzoekers heel gericht bepaalde genen in- of uitschakelen en zo bestuderen welk effect dit heeft op de kanker. Eerder was er veelvuldig kruisen en fokken van muizen nodig om tot de benodigde genetische opmaak te komen, waardoor nog meer dieren ter wereld kwamen die nooit gebruikt werden in onderzoek.

Ook is het sinds een jaar of tien mogelijk om zogenoemde muizenmodellen – muizen-foklijnen met een bepaalde genetische verandering – te bewaren door simpelweg het sperma en de eicellen van die muizen in te vriezen. Voorheen moesten van elke muis met een bepaald genetisch profiel minimaal een mannetje en een vrouwtje ‘op de plank’ worden gehouden: levend in een plastic bak in de stellingkast waarbij een dierverzorger dan op tijd zorgde dat er nieuwe muisjes werden geboren met deze genetische opmaak. Een onderzoeker kan niet zomaar een proef bedenken en wat muizen daarvoor laten fokken.

Een aanvraag moet uitgebreid gemotiveerd worden en langs meerdere instanties. Dat traject duurt zo’n negen maanden. Het plan voor de proef moet langs de (interne) instantie voor dierenwelzijn (IVD), die ieder instituut dat met proefdieren werkt moet hebben.

Dan moet het langs de dierexperimentencommissie (DEC), die beoordeelt of het belang van de proef opweegt tegen het ongerief bij de dieren. En daarna gaat het langs de landelijke centrale commissie dierproeven (CCD). „Het is meer papierwerk dan bij een studie met mensen”, zegt Van de Ven.

En dat is goed, vindt ze. „Een patiënt die meedoet aan een experiment kan op ieder moment zeggen dat hij of zij wil stoppen, een dier kan dat niet.” Hoeveel dierproeven nodig zijn om één succesvolle behandeling of medicijn te vinden is moeilijk te becijferen.

Veel kandidaat-geneesmiddelen vallen af in deze fase – het onderzoek is immers bedoeld om middelen die niet werken eruit te filteren voordat ze bij mensen worden getest. Critici wijzen er graag op dat ook ná proefdieronderzoek met positieve uitkomsten maar weinig medicijnen de ‘eindstreep’ van toepassing bij mensen halen – na het proefdieronderzoek volgen nog drie rondes van klinische testen. Natuurlijk zijn er verschillen tussen een ‘muizenmodel’ en een echt mens, en een middel getest op muizen heeft niet altijd hetzelfde effect op mensen.

„Maar de overeenkomsten zijn bij kankeronderzoek wel degelijk groot”, zegt Van de Ven. „We zien bij muizen die medicijnen krijgen vaak exact dezelfde bijwerkingen als bij de patiënten in de kliniek: als patiënten jeuk en diarree krijgen, zien we dat vaak ook bij muizen. Ook op celniveau zijn de overeenkomsten groot, de moleculaire processen in de cel zijn ook hetzelfde.

Onder de microscoop is niet te onderscheiden of je naar een plakje weefsel van een muis of van een mens kijkt.”.