Sommige chemische stoffen en geneesmiddelen kunnen de embryonale ontwikkeling van de mens negatief beïnvloeden. Om zulke mogelijke effecten te achterhalen, ontwikkelt het RIVM een test met humane embryonale stamcellijnen. Deze moet niet alleen meer inzicht geven dan dierproeven, ook kan zij een hoop dierenleed voorkomen.
Een nieuw medicijn, cosmetisch artikel, bestrijdingsmiddel of ander chemisch product dat op de markt verschijnt, mag uiteraard niet gevaarlijk zijn voor de vruchtbaarheid van man en vrouw en evenmin voor hun ongeboren kind. Een berucht voorbeeld waarbij het fors fout liep, is het geneesmiddel softenon dat in de jaren vijftig van de vorige eeuw op de markt kwam. Thalidomide, de werkzame stof, werd als slaapmiddel verkocht maar bleek ook aangeboren afwijkingen te veroorzaken. Baby’s kregen geen of onderontwikkelde ledematen.
Moleculair niveau
Destijds waren dierproeven nog niet zo in zwang, maar inmiddels
worden de veiligheid en schadelijkheid van nieuwe stoffen uitvoerig
getest op proefdieren. Dergelijke onderzoeken hebben volgens Aldert
Piersma nadelen. Hij is senior wetenschappelijk medewerker bij het
centrum Gezondheidsbescherming van het RIVM en bijzonder hoogleraar
reproductie- en ontwikkelingstoxicologie aan de Universiteit
Utrecht. ‘Je hebt heel veel dieren nodig voor dit soort
onderzoeken. Dat is ethisch niet verantwoord en daarom willen we
het gebruik ervan terugdringen. Bovendien denken we dat
proefdierstudies lang niet altijd voorspellend zijn voor wat er bij
de mens gebeurt. We zijn geen ratten of muizen. Je zou graag weten
wat die stoffen op moleculair niveau doen bij mensen.’ Er wordt dan
ook naarstig gezocht naar alternatieve methoden om risico’s van
stoffen in te schatten. Zo kijkt Piersma of humane embryonale
stamcellen de proefdieren kunnen vervangen. Dergelijke cellen zijn
elders tientallen jaren geleden uit embryo’s geïsoleerd om
cellijnen van te maken. Deze cellijnen liggen nu als het ware op de
plank, waarvan wetenschappers gebruik kunnen maken. Piersma legt
uit dat embryonale stamcellen nog niet zijn gedifferentieerd. ‘Als
je ze verder kweekt, ontstaan er hartspiercellen die spontaan
samentrekken.
Maar je kunt ze ook met specifieke groeifactoren aansturen zodat ze
zich ontwikkelen tot andere celtypen, zoals zenuw- of levercellen.
Door tijdens dat embryonale ontwikkelingsproces de teststof toe te
voegen, kun je zien wat er met die cellen gebeurt.’
Complete genoom
Piersma bestudeert niet alleen het uiterlijk van de cellen die
aan een teststof worden blootgesteld, hij wil de mogelijke
veranderingen tevens op moleculair niveau in kaart brengen.
Daarvoor gebruikt hij technieken als transcriptomics en
micro-array. ‘We kijken naar het hele genoom, dus naar alle 30.000
genen in de cel. De vraag is of er genen zijn die minder actief of
juist actiever worden na blootstelling aan de stof. Van de genen
die in activiteit veranderen, willen we de functie achterhalen. Die
kennis kunnen we koppelen aan effecten die we zien in verschillende
fasen van de embryonale ontwikkeling.’
De betreffende onderzoekers van het RIVM testen nu op deze manier
de schadelijkheid van verschillende stoffen om de stamceltest te
optimaliseren. Piersma zegt dat een enkelvoudige test gericht op
één celtype straks onvoldoende zal zijn om dierproeven te
vervangen. Inzicht in de ontwikkeling van meerdere humane celtypen
is noodzakelijk omdat ze elkaar tijdens hun differentiatie ook
beïnvloeden. Verder zijn er teststoffen die helemaal niets doen op
het niveau van celdifferentiatie, maar bijvoorbeeld hormonen
blokkeren.
Sneller en goedkoper
Alleen een batterij van alternatieve testen, waarvan de stamceltesten een onderdeel uitmaken, kunnen straks volgens Piersma het aantal dierproeven reduceren. Welke testen dat precies zullen zijn, vergt nader onderzoek. ‘Ik verwacht dat er met zo’n testbatterij uiteindelijk bij 80 tot 95 procent van de stoffen geen dierproeven meer nodig zijn. Dat is niet alleen ethisch een mooie vooruitgang, ook zullen we dan sneller en met minder kosten de veiligheid van een stof kunnen vaststellen.'