Met financiering van het ministerie van VWS starten deze zomer 40 onderzoeksprojecten naar de coronapandemie en de gevolgen ervan. Er is snel en veel kennis nodig over het SARS-CoV-2 virus en de ziekte COVID-19. Proefdiervrije modellen kunnen daarbij helpen omdat de resultaten beter vertaalbaar zijn naar de mens en sneller resultaten op kunnen leveren. Vijf projecten gaan daarom aan de slag met proefdiervrij onderzoek.

In april van dit jaar stelde het ministerie van Volksgezondheid, Welzijn en Sport 40 miljoen euro beschikbaar aan ZonMw en NWO voor onderzoek naar de coronapandemie en de gevolgen ervan voor onze samenleving, zoals de ziekte COVID-19. De onderzoeksresultaten moeten zo snel mogelijk beschikbaar komen voor iedereen die daar belang bij heeft: artsen en verpleegkundigen, landelijke en gemeentelijke overheden, hulpverleners en burgers. Met proefdiervrije innovaties kan onderzoek beter en sneller gedaan worden omdat de resultaten beter vertaalbaar zijn naar de mens. En dat is juist nu van levensbelang. De commissie van het ZonMw-onderzoeksprogramma ‘Meer Kennis met Minder Dieren’ stelde daarom extra geld beschikbaar om onderzoek met dergelijke proefdiervrije innovaties binnen het onderzoeksprogramma COVID-19 mogelijk te maken en selecteerde vijf projecten.  “Ik ben trots op de geleverde prestatie van alle betrokkenen, aanvragers en beoordelaars, omdat er in korte tijd heel veel werk is verzet” zegt Dick Tommel, voorzitter van de commissie Meer Kennis met Minder Dieren.

Stichting Proefdiervrij

Ook Stichting Proefdiervrij stelde budget beschikbaar voor deze subsidieoproep. “Voor onderzoek naar COVID-19 worden veel dierproeven gedaan. Dat gaan we hoogstwaarschijnlijk terugzien in de cijfers”, zegt Debby Weijers van Proefdiervrij, “We willen met dit initiatief graag bijdragen aan COVID-19-onderzoek zonder dierproeven. Juist voor deze ziekte – en vergelijkbare ziekten in de toekomst – hopen we veel te bereiken met humane modellen. Deze modellen laten namelijk nauwkeuriger zien hoe de ziekte verloopt bij mensen. Ook kunnen we met humane modellen onderzoek personaliseren: door bijvoorbeeld stamcellen of computersimulaties gebaseerd op patiëntdata te gebruiken. Zo kunnen we beter onderzoeken waarom het virus bepaalde groepen zieker maakt dan andere groepen. Diermodellen gaan geen antwoord geven op deze en andere vragen”.

Voorbeeldprojecten

In deze speciale ronde, ingebed in de COVID-19 subsidieoproepen, zijn 5 projecten geselecteerd die breder gebruik van bestaande proefdiervrije innovaties of de ontwikkeling van nieuwe proefdiervrije innovaties mogelijk gaan maken.

Een pufje heparine tegen besmetting met corona? – Theo Geijtenbeek (Amsterdam UMC)

Professor Theo Geijtenbeek, hoogleraar Moleculaire en Cellulaire Immunologie aan het Amsterdam UMC, gaat het onderzoek leiden naar de mogelijk preventieve werking van het antistollingsmiddel laag moleculair gewicht heparine tegen SARS-CoV-2. COVID-19 patiënten krijgen nu al direct bij ziekenhuisopname heparine toegediend door middel van injecties om bloedstolsels te voorkomen. Maar Geijtenbeek en zijn groep ontdekten dat dit middel ook de binding van het virus aan cellen blokkeert en daardoor infectie voorkomt. Zij willen nu onderzoeken of het inhaleren van heparine preventief kan werken zodat bijvoorbeeld zorgpersoneel zich met een heparine-inhalatie kan beschermen tegen besmetting. De eerste stap in het onderzoek is innovatief, zegt een trotse Geijtenbeek. Vrijwilligers worden gevraagd heparine te inhaleren via de neus. Vervolgens halen de onderzoekers wat cellen van het neusslijmvlies weg (zoals bij een coronatest) en stellen die cellen vervolgens bloot aan het virus om de antivirale werking van heparine te onderzoeken. Geijtenbeek: “We willen dit op deze manier doen om dierproeven te vermijden en eerder naar de klinische fase kunnen gaan. En tijd is belangrijk bij deze pandemie”. Daarnaast zal de onderzoeksgroep gebruik maken van een dynamisch humaan celmodel om de werking van heparine op infectie van het coronavirus verder te kunnen onderzoeken.

Een breed toepasbaar dynamisch celmodel – Robbert Rottier (Sophia Kinderziekenhuis)

Een dynamisch celmodel is een onderzoeksopzet waar ook het consortium onder leiding van Robbert Rottier, senior-onderzoeker bij de longafdeling van het Sophia Kinderziekenhuis, mee aan de slag gaat. Voor het huidige corona-onderzoek wordt veel gebruik gemaakt van statische longsystemen. Het nadeel van deze modellen is dat ze maar in beperkte mate de werking van longcellen in een mens nabootsen. Daarom gaat het team van Rottier samen met professor Roman Truckenmüller van de Universiteit Maastricht, en het MERLN instituut een gesloten dynamisch systeem maken. Ze zullen een bestaande bioreactor gebruiken om tegelijkertijd menselijke cellen te kweken van zowel het epitheel van luchtwegen als van bloedvaten. Door er ‘microfluids’ doorheen te sturen ontstaat een dynamisch systeem. Daarmee kan het ontstaan en verloop van virale infecties zoals COVID-19 beter bestudeerd worden. Door de samenwerking met Truckenmüller, expert op het gebied van nanotechnologie en biochips, en het MERLN instituut kan dit systeem ook snel op commerciële schaal gemaakt worden en beschikbaar gesteld worden aan laboratoria. Het team werkt ook aan een protocol zodat het model zonder extra training toegepast kan worden. Volgens Rottier heeft het werken aan proefdiervrije innovaties bijkomende voordelen: “Sinds we aan dit soort innovaties werken, zoeken we binnen de onderzoeksgroep steeds meer naar alternatieven en is bij ons het gebruik van proefdieren gedaald”.

Humane celmodellen combineren met genetische kenmerken – Jeffrey Beekman (UMC Utrecht)

Het werken aan proefdiervrije innovaties kan onderzoekers bewuster maken van manier waarop zij onderzoek doen. Dat ondervond ook professor Jeffrey Beekman, hoogleraar cellulaire ziektemodellen aan het UMC Utrecht: “Hiervoor was ik nog niet zo bezig met proefdiervrij onderzoek, de subsidieoproep en het schrijven van de aanvraag hebben me daar bewuster van gemaakt. Ik heb nu nog meer oog voor de materialen waar ik mee werk, zoals de menselijke cellen die afkomstig zijn van individuen en het serum dat ik gebruik om de cellen te laten groeien. Die zijn vaak van dierlijke oorsprong.” Voor onderzoek naar COVID-19 gaan Beekman en zijn onderzoeksteam celmodellen inzetten om te bestuderen hoe in vivo de corona-infectie op verschillende organen inwerkt: bovenste luchtwegen (neus), onderste luchtwegen (longen), darmen en nieren. “Door deze modellen te combineren met de unieke genetische kenmerken van de donoren van deze cellen, kun je de verschillende weefsels vergelijken en op het spoor komen van factoren die van invloed zijn op de effecten van het coronavirus en op de werkzaamheid van medicijnen”, vertelt Beekman, “dat is juist in het geval van COVID-19 belangrijk omdat het virus verschillende organen aantast”.

Microchips als mini-patiënt met COVID-19 – Andries van der Meer (Universiteit Twente)

Hoe kun je een COVID-19 patiënt nabootsen zodat je kunt onderzoeken waarom sommige patiënten bloedstollingen ontwikkelen? Dat was de vraag waarmee Andries van der Meer, onderzoeker Toegepaste Stamcel Technologie aan de Universiteit Twente, en zijn team aan de slag gaan. 10-30% - van de mensen die met COVID-19 in het ziekenhuis terecht komen ontwikkelen bloedstollingen. Daardoor heeft juist deze groep mensen een veel slechtere prognose. De basis voor het project is een door de Universiteit Twente ontwikkeld model van minibloedvaten op een microchip. Door aan dit model bloedplasma van patiënten toe te voegen, hopen Van der Meer en zijn team modellen van COVID-19 patiënten te kunnen ontwikkelen. Met deze modellen kan het ontstaan van bloedstollingen nagebootst worden. Om dit mogelijk te maken zochten ze de samenwerking met Saskia Middeldorp, hoogleraar Inwendige Geneeskunde van het Amsterdam UMC en Christine Mummery, hoogleraar Ontwikkelingsbiologie van het LUMC. Voor het onderzoek is het essentieel dat er materiaal van verschillende patiënten, met en zonder COVID-19, gebruikt wordt. Want waarom heeft de ene COVID-19 patiënt wel last van deze stolsels en zuurstofgebrek en andere niet? Deze individuele modellen functioneren als mini-patiënten waarop in een tweede fase behandelingen en medicijnen getest kunnen worden.
Voor Van der Meer is het gebruik van deze humane modellen een logische stap: “De technologie heeft zich de afgelopen 5 á 10 jaar zo ontwikkeld dat we nu modellen kunnen maken die dicht bij de mens staan en daardoor ook weer een snelle ‘turn-over’ kunnen maken naar patiënten. De reflex om bij medisch onderzoek diermodellen in te zetten is diepgeworteld. Maar met het extra gereedschap dat we nu hebben kunnen we spannende dingen doen die meerwaarde hebben en proefdiervrij zijn”.   

Beter inzicht in longschade door COVID-19 – Pieter Hiemstra (LUMC)

Patiënten herstellen langzaam van COVID-19 en het lijkt erop dat zowel het virus zelf als de reactie van het afweersysteem op het virus schade veroorzaakt aan de longblaasjes. Hoe reageren de cellen die de luchtwegen en longblaasjes bekleden, de epitheelcellen, op het virus en hoe draagt die reactie bij aan de longschade? Dat zijn de vragen waarmee Pieter Hiemstra, hoogleraar Celbiologie en Immunologie van Longziekten samen met collega’s van het LUMC, aan de slag gaat. Voor het onderzoek gaat het team gebruik maken van beproefde humane celmodellen, organoïden en conventionele kweekmodellen. In de eerste fase worden van onder andere de neus en de longblaasjes epitheelcellen gekweekt om te kijken wat het virus doet met de verschillende celtypen.


Vervolgens gaan de onderzoekers kijken wat de reactie van de cellen is op infectie met verschillende coronavirussen waaronder SARS-CoV-2 dat COVID-19 veroorzaakt. Daarmee hoopt Hiemstra te ontdekken wat zo uniek is aan het COVID-19-virus. De derde stap is een vergelijking te maken tussen modellen met cellen van COVID-19 patiënten en gezonde mensen. Met die kennis verwachten de onderzoekers het gedrag van epitheelcellen en immuuncellen bij COVID-19 beter te begrijpen, de humane modellen te verbeteren en toe te passen voor bijvoorbeeld het testen van medicijnen.  In de vierde fase van het project wil de onderzoeksgroep een fibrose-long-op-een-chip te ontwikkelen. Daarmee kan onderzocht worden waarom het virus zoveel schade in de longen veroorzaakt op korte en lange termijn. Het uiteindelijke doel is de behandeling van patiënten te verbeteren. Hiemstra ziet veel voordelen in het gebruik van deze humane modellen. Hiermee is onderzoek mogelijk naar verschillen tussen individuen wat bijvoorbeeld met homogene muismodellen niet mogelijk is. Met de humane celmodellen kan ook op een grotere schaal onderzoek gedaan worden wat tot betere resultaten leidt. Hiemstra: “Met de financiering van ZonMw en Proefdiervrij kunnen we de humane modellen verbeteren en verfijnen zodat we steeds meer de situatie in mensen benaderen. Validatie van proefdiervrije innovaties is een essentiële stap in het verbeteren van medisch onderzoek en het voorkomen van nutteloze dierproeven.”

Proefdiervrije innovaties voor beter COVID-19 onderzoek

Dick Tommel, (voorzitter van de MKMD-commissie): “Als commissie hopen we dat we met deze projecten kunnen laten zien dat proefdiervrije innovaties de standaard kunnen worden en proefdieronderzoek steeds minder. Mede omdat er voor onderzoek naar het virus en COVID-19  geen goede diermodellen zijn".

Meer informatie

ZonMw investeert al 20 jaar in onderzoek naar de vermindering, verfijning en vervanging van dierproeven. Met het programma Meer Kennis met Minder Dieren (MKMD) stimuleert ZonMw innovaties die bijdragen aan het beantwoorden van wetenschappelijke vragen zonder dierproeven. Het programma heeft tot doel de ontwikkeling van nieuwe proefdiervrije innovaties en de toepassing van bestaande proefdiervrije innovaties te stimuleren. Het uiteindelijke doel is relevanter en beter gezondheids(zorg)onderzoek voor de mens. ZonMw voert MKMD uit in opdracht van het ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit (LNV) en werkt daarbij samen met diverse partijen waaronder Stichting Proefdiervrij, Topsector Life Science and Health (LSH), maatschappelijke partners zoals gezondheidsfondsen en de overkoepelende organisatie Samenwerkende Gezondheidsfondsen (SGF).

Naar boven
Direct naar: InhoudDirect naar: NavigatieDirect naar: Onderkant website