Winnaar ‘Talent’

Het proefdier

Quest volgt het wel en wee van een proefdier. Eerste aflevering van een serie: de geboorte van een knock-outmuis.

Door

Tonie Mudde namens Quest

Al in de kleedkamer ruik je de typische knaagdierengeur van zaagsel en ontlasting. Vanaf dit punt in het ‘Muizenhuis’ draagt iedereen een schoon chirurgenpak, een mondkapje, haarnetje, latex handschoenen en hoesjes om de schoenen.

Het Animal Research Institute van het Academisch Medisch Centrum in Amsterdam (ARIA) zet elk jaar zo’n 15.000 muizen en ratten in voor wetenschappelijke experimenten. Eén muis krijgt de hoofdrol in deze serie, om zo een realistisch beeld te geven van hoe het leven van een proefdier eruit ziet.

Een verzorgster opent de deur van een van de muizenvertrekken. De stellingkasten zijn gevuld met kunststof kooitjes, formaat flinke schoenendoos. Om te voorkomen dat de muizen schrikken van het geluid als er iemand binnenkomt, staat constant de radio aan.

‘Skyradio werkt het beste,’ zegt de verzorgster, ‘dat klinkt de hele dag hetzelfde.’ Ze haalt een kooi Black Six muizen tevoorschijn met acht pasgeboren pups. Hun maagjes bollen wit op door hun roze huid, ze hebben net melk gedronken. Zonder dat de moeder dit erg lijkt te vinden, pakt de verzorgster er een uit de kooi en legt die op haar vingertop. In het proefdiercentrum krijgen de muizen geen naam, maar voor deze serie is dat wel zo praktisch. Het wordt Flits.

Muis mist gen

Flits is niet zomaar een muis. Zijn ouders zijn vanwege hun bijzondere eigenschappen uit de Verenigde Staten ingevlogen. Via een langdurig fokproces van eiceldonoren, dekmannetjes en draagmoeders is bij de voorouders van Flits één gen uitgeschakeld. Wetenschappers spreken in zo’n geval van een ‘knock-outmuis’.

Net als de mens telt een muis 30.000 tot 40.000 genen. Samen vormen die de programmeercode van het lichaam. ‘Maak twee ogen’, ‘laat het bloed stollen bij een wondje’, ‘vernietig dit virus’: het zijn de genen die bepalen of en hoe dit soort commando’s worden uitgevoerd. Eén van de grootste wetenschappelijke vragen van dit moment is dan ook om uit te zoeken hoe al die genen precies samenwerken, en welke belangrijk zijn bij het veroorzaken of juist bestrijden van bepaalde ziektes.

Nieren zijn mysterie

Onderzoeksleider Jaklien Leemans van het AMC vermoedt dat het gen dat bij Flits is uitgeschakeld, de inflammasome, een hoofdrol speelt bij de ontwikkeling van nierziekten. Om erachter te komen of dit ook echt zo is, laat de biologe nierschade opwekken bij Flits en zeven van zijn broers.

Hetzelfde gebeurt bij een groep soortgenoten met een normaal pakket genen. Door van beide groepen het ontstaan en herstel van de nierziekte te vergelijken, kunnen de onderzoekers zien wat hierin de rol van het inflammasome is. Leemans: ‘Uiteindelijk kan dit leiden tot nieuwe therapieën voor nierpatiënten. Maar het onderzoek is nu nog vrij fundamenteel. Het draait vooral om inzicht, begrijpen hoe het mechanisme werkt.’

De prijs die voor dit inzicht betaald moet worden, kruipt nog wat dichter tegen zijn moeder aan. Zijn toekomst kent geen geheimen, want die ligt vast in het onderzoeksvoorstel en de werkprotocollen van het proefdiercentrum.

Elf weken lang zal Flits geen gebrek hebben aan eten, warmte en schone houtkrullen. Maar in week twaalf zal twee keer een blauwe handschoen verschijnen die hem uit zijn kooitje tilt. Eerst voor een nieroperatie, dan voor de dood.

 

Oren of tenen?

Aflevering 2: Flits krijgt een knipje in zijn oor.

Door

Tonie Mudde namens Quest

Vandaag is het tijd om te ‘oren’. Op een verrijdbare houten tafel ligt het gereedschap klaar: scherp schaartje, een in alcohol gedrenkt gaasje en een handjevol kleine afsluitbare plastic bakjes.

De muizen zijn nu drie weken oud en hebben een flinke zwarte haardos. De verzorgster ‘fixeert’ de dieren een voor een, door hun nekvel tussen duim en wijsvinger te pakken. ‘Oh lieverd’, zegt ze als Flits aan de beurt is. ‘Niet zo piepen, ik heb nog niks gedaan.’ Dan pakt ze haar schaar en zet twee knipjes.

Het afgeknipte Stukje oor gaat in een plastic bakje, en Flits mag terug in zijn kooi, waar hij herenigd wordt met zijn broers. De dieren lopen door elkaar maar zijn nu goed van elkaar te onderscheiden. Flits kan het zelf niet zien, maar hij mist een driehoekje in zijn linkeroor.

Dilemma’s zijn duivels

‘Gering ongerief.’ Zo noemt Dirk Jan Bakker het oren van de proefmuizen. Bakker is gepensioneerd chirurg en de voorzitter van de DEC, het Dier Experimenten Commissie van het Academisch Medisch Centrum.

Wil een onderzoeker een dier gebruiken voor een experiment? Dan moet hij eerst goedkeuring krijgen van de DEC. Eens per maand komt de commissie bijeen, waarbij een tienkoppig team van ethici, statistici, juristen, verzorgers, dierenartsen en onderzoekers, zich over duivelse vragen buigt als: ‘Is dit onderzoek wel vier varkenslevens waard?’ Of: ‘Is de muis beter af als we hem verdoven voor het oren, of zorgt zo’n narcose juist voor nog meer stress?’

Bij elk Onderzoeksvoorstel let de DEC op de zogeheten ‘drie V’s’: vervanging, vermindering en verfijning. Bij vervanging draait het om de vraag of voor een bepaald experiment wel echt een dier nodig is. Bij Flits is het de onderzoekers te doen om de reactie van zijn lichaam op een nierontsteking.

Kun je zoiets niet nabootsen in een reageerbuisje of met een computersimulatie? Bakker: ‘Onmogelijk. Al zou je honderd miljoen euro hebben. Daarvoor is de wisselwerking tussen de cellen in een nier veel te complex.’ En hoe zit het dan met de kwestie ‘vermindering’?

Aan het experiment van Flits nemen twintig muizen deel. Is dat niet wat veel? Bakker: ‘De uitkomsten moeten statistisch relevant zijn, anders worden ze niet gepubliceerd en zal niemand ooit weten waarvoor de dieren zijn opgeofferd. Soms raden we aan om méér dieren in te zetten.’

Wat wil de muis?

De laatste V, verfijning, draait erom het leven van het dier zo aangenaam mogelijk te maken. Een kwestie die regelmatig leidt tot lastige discussies. Voorbeeld: de meeste verzorgers willen het ‘oren’ vervangen door ‘tenen’, waarbij vlak na de geboorte een van de teentjes wordt afgeknipt. Ook dit levert een goede markering op en weefsel voor DNA-onderzoek.

‘De botten van pups zijn nog niet gehard, dus ‘tenen’ is een kleine ingreep waar ze weinig last van hebben’, zegt een verzorger die al 35 jaar in het vak zit. ‘Bovendien hindert een teen minder ze niet bij het lopen.’

Toch blijft de DEC bij het beleid van oren. Waarom? Bakker: ‘Ik weet het niet’, zegt hij aarzelend. ‘Zo’n teen amputeren vind ik toch een grotere verminking. Maar misschien heb ik het mis en vervloeken de dieren me stilletjes in hun kooien. Ik kan het ze niet vragen. Soms moet ik gewoon op mijn gevoel afgaan.’

 

Roze streepjes

Aflevering 3: Flits krijgt een DNA-check.

Door

Tonie Mudde namens Quest

Flits en zijn drie broers worden een voor een opgetild aan hun staart en in een schone kooi gezet. Om te zorgen dat de vier weken oude diertjes zich direct vertrouwd voelen, verspreidt de verzorgster een handvol zaagsel uit het oude kooitje in hun nieuwe habitat. Zo herkennen de muizen hun eigen geur en hoeven ze niet opnieuw hun territorium af te bakenen.

‘Als de dieren toch ruzie maken, haal ik ze uit elkaar’, zegt de verzorgster. ‘Soms is een muis erg dominant en eet hij de snorharen van zijn kooigenoten op. Je weet dan wel direct wie de schuldige is…’

Terwijl Flits en zijn broers rondsnuffelen in hun nieuwe kooi, pakt de verzorgster het welzijnsdagboek. Hierin noteert ze elke dag hoe het met de muizen gaat. Bij Flits staan alleen maar kruisjes in de kolom ‘geen bijzonderheden’. Kortom: hij maakt het goed.

Streepje velt oordeel

Op een minuut lopen van het muizenhuis opent research analist Loes Butter een grote vriezer. Hier zijn de stukjes oor beland die de verzorgster twee weken geleden bij de muizen afknipte. Butter legt de harige stukjes huid in een enzym.

Na een nacht wachten zijn ze compleet opgelost. Flits en zijn broers zijn zo gefokt dat ze één bepaald gen missen ten opzichte van hun soortgenoten in het wild. Om te controleren of dit ook echt het geval is, laat Butter een zogeheten ‘primer’ los op het DNA, met een bestanddeel dat als een puzzelstukje past op de plek van het missende gen.

Op stukjes DNA van normale muizen krijgt de primer geen grip. Om dit verschil goed zichtbaar te maken, is Butter wel een paar uur zoet. Ze zwenkt met erlenmeyers, druppelt met haar pipet en vermenigvuldigt de hoeveelheid DNA in een apparaat dat op de afdeling ‘de kopieermachine’ wordt genoemd. Maar dan is het zover. Onder een ultraviolette lamp verschijnen roze streepjes.

Het vierde streepje van links is van Flits: onze knock-outmuis mist het juiste gen, hij mag meedoen aan het experiment. Toch worden lang niet alle laboratoriumdieren ingezet bij een proef.

Muis kost geld

Proefdiercentra fokken veel meer muizen dan ze kunnen gebruiken. Waarom? Bijvoorbeeld omdat dure muizenstammen in stand worden gehouden, ook als er vanuit de wetenschap even minder vraag naar is. Of omdat voor een bepaald experiment alleen mannetjes bruikbaar zijn, of alleen muizen die niet meer dan een paar weken in leeftijd van elkaar verschillen. Zo ontstaat onvermijdelijk een stroom ‘restmuizen’.

In het proefdiercentrum waar Flits leeft, het Amsterdamse ARIA, is bijna de helft van de gefokte muizen niet inzetbaar voor een proef.

Wat er met die dieren gebeurt? Sommige worden voor een nuttig alternatief gebruikt, zoals een snijpracticum voor studenten. Maar de meeste, in het ARIA jaarlijks ruim 19.000 muizen, worden zo snel mogelijk gedood en afgevoerd. Want ook onderzoekers moeten op de centen letten, en de huisvesting van een muis kost nu eenmaal geld. Om precies te zijn: 0,25 euro per muis per dag.

 

Onder het mes

Aflevering 4: Flits krijgt een nieroperatie.

Door

Tonie Mudde namens Quest

De wanden van de verdovingsbak zijn van rood getint glas. ‘Dan is het binnen lekker donker’, zegt medisch biologe Gwen Teske, ‘dat maakt ze rustig.’

Ze opent het luikje en zet de twaalf weken oude Flits in de bak. De muis loopt eerst snel weg, maar vertraagt al na een paar stappen. De verdovingsbak is aangesloten op een tank isofluraan, een gas dat ook wel in het narcosemengsel van mensen wordt gebruikt.

Flits Schommelt heen en weer, wankelt op zijn pootjes en valt dan op zijn linkerzij. De enige tekenen van leven komen van borstkas en snorharen, die trillen in het ritme van zijn hartslag.

Teske haalt Flits uit de bak, geeft hem een verdovende injectie en loopt naar de wasbak. Boven de gootsteen scheert ze zijn buik kaal. Daarna legt ze de muis plat op zijn rug op de operatietafel. Om te zorgen dat hij op zijn plek blijft liggen, wordt zijn staart met een plakbandje aan de tafel vastgemaakt.

Voorzichtig knipt de medisch biologe met een schaar Flits’ buik open. Ze vindt het prima om tijdens de operatie wat vragen te beantwoorden. ‘Het is routinewerk, ik heb dit al honderden keren gedaan.’

Muis krijgt hartmassage

Dat het routinewerk is, wil niet zeggen dat er niks mis kan gaan. Een behandeling onder narcose is nooit zonder risico. ‘Vorige week nog heb ik een rat gereanimeerd’, vertelt Teske. ‘Hoe? Gewoon, met hartmassage en beademing met een klein pompje.’

Ook vandaag is er een spoedgeval, na de verdovende injectie is één van Flits’ broers gestopt met ademhalen. Snel pakt Teske het diertje bij het uiteinde van zijn staart en cirkelt hem een paar keer in het rond, om zo het bloed weer naar de hersenen te stuwen. Ze legt de muis op tafel en duwt een paar keer met haar wijsvinger op zijn borstkas. Dan trekt ze haar vingers terug en wacht. Helaas, de muis blijft bewegingsloos liggen.

‘Dat ronddraaien heb ik ooit geleerd op mijn stage’, zegt Teske. ‘Maar ik moet bekennen dat het nog bijna nooit heeft gewerkt. Muizen zijn een stuk moeilijker te reanimeren dan ratten. Als een muis eenmaal dood is, dan blijft hij dood.’

Flits wordt nierpatiënt

Terwijl zijn overleden broer in een dichtgeknoopte handschoen in het vriesvak ligt, begint voor Flits de operatie. Met een wattenstaafje gaat Teske op zoek naar de bloedtoevoer van zijn nieren, en knelt die af met een metalen klemmetje. De toestand waarin Flits nu verkeert, is vergelijkbaar met die van veel nierpatiënten.

De nieren krijgen te weinig zuurstof en voedingsstoffen, cellen raken beschadigd en sterven af. De Amsterdamse onderzoekers willen weten hoe Flits herstelt van deze nierschade. Daarom verwijdert Teske de klemmen na drie kwartier, hecht Flits weer dicht en geeft hem een pijnstillende injectie. Uiteindelijk legt ze hem in ‘de stoof’, een opgewarmde ruimte speciaal voor herstellende muizen. Daar zal hij samen met de andere muizen van het experiment de laatste nacht van zijn leven doorbrengen.

 

Laatste uur

Aflevering 5: Flits verliest zijn nieren.

Door

Tonie Mudde namens Quest

‘Ze hadden nu gewoon weer vrolijk moeten rondlopen’, zegt medisch biologe Gwen Teske, terwijl ze beteuterd naar de twaalf weken oude laboratoriummuizen kijkt. Een aantal muizen heeft de nacht niet overleefd. De rest, waaronder Flits, zit opgerold in een hoekje, dicht tegen elkaar aan.

Op de dag na de nieroperatie was ‘matig ongerief’ voorzien, veroorzaakt door het bijkomen uit narcose. Maar dit is meer ‘ernstig ongerief’. Tijdens de ingreep van gisteren werd de bloedtoevoer naar de nieren drie kwartier met klemmetjes afgeknepen, om zo een ontstekingsreactie van het lichaam op te roepen.

‘Het is de eerste keer dat we met deze muizenstam werken. Dan is het altijd onzeker hoe ze reageren’, zegt Teske. ‘De volgende keer zullen we met een klein aantal muizen testen of we de klemmen korter moeten laten zitten. Maar te kort is ook niet goed, want dan komt geen ontsteking op gang en daar is het ons juist om te doen.’

Muis wordt ‘gestrekt’

Bij eerdere ontmoetingen leek Teske niet het sentimentele type. Ze omschreef haar eerste snijpracticum als ‘te gek, zo fascinerend hoe een lichaam werkt’. En toen ongepland een muis overleed tijdens de narcose, was dat ‘vooral vervelend voor de voortgang van het onderzoek’.

Toch is Teske vandaag duidelijk aangedaan. ‘Het doodmaken van muizen vind ik niet erg meer. Dat hoort nu eenmaal bij mijn vak en uiteindelijk is het nodig om nieuwe medicijnen te ontwikkelen. Maar ik vind het wel frustrerend dat deze muizen nu zo onnodig pijn lijden.’

Hoogste tijd om Flits uit zijn lijden te verlossen. Dit gaat als volgt. Teske brengt de muis eerst onder narcose in de verdovingsbak, een afgesloten doos waar de dieren met een gas in slaap worden gebracht. Dan legt ze hem plat op zijn buik en houdt zijn kop tegen de tafel gedrukt met een gesloten schaar. Tenslotte tilt ze de muis aan zijn staart op en trekt totdat een geluid klinkt alsof iemand zijn vingers kraakt. In het jargon van de onderzoekers is Flits nu ‘gestrekt’.

Onderzoek gaat door

Teske draait de muis op zijn rug en knipt zijn buik open. Zijn hart klopt nog, en ook zijn bek lijkt af en toe te bewegen. Leeft hij nog? ‘Nee hoor, dat zijn maar spierreflexen. Die krak van daarnet was het breken van zijn nek. Er kunnen geen signalen meer van en naar zijn hersenen. Hij voelt hier niks van, hij is echt honderd procent dood.’

De medisch biologe schuift Flits’ darmen opzij en haalt er twee kleine roze bolletjes uit, formaat erwt. Ze stopt de bolletjes in een reageerbuis en koelt ze met vloeibaar stikstof. De rest van Flits belandt in een vriezer en zal later deze week worden verbrand.

Einde verhaal? Nee, de onderzoekers hebben nog een lange weg te gaan. Want als Teske haar snijwerk af heeft, loopt ze met een doos onder haar arm naar het laboratorium. De inhoud: tien beschadigde muizennieren.

 

De erfenis

Zesde en laatste aflevering: Flits’ wetenschap­pelijke erfenis.

Door

Tonie Mudde namens Quest

Het experiment met Flits verliep niet vlekkeloos. Na zijn nieroperatie was hij zieker dan verwacht. Dat is niet alleen ethisch ongewenst, ook de onderzoeksresultaten zelf kwamen onder druk te staan. Pijn zorgt voor veranderingen in de hormoonhuishouding en het zenuwstelsel, en die kunnen de metingen vertroebelen.

De onderzoekers besloten alle nieroperaties op muizen tijdelijk te staken. Eerst moesten ze de oorzaak van het probleem vinden.

Alle scenario’s liepen ze na. Waren de instrumenten vervuild? Hadden de dieren een infectie opgelopen? Na twee maanden werd duidelijk wat mis was gegaan. Vlak voordat Flits onder het mes ging, was het proefdiercentrum overgestapt op een nieuwe fabrikant voor het narcosemengsel. Dat moest wel: het vertrouwde middel werd niet meer gemaakt.

‘De nieuwe fabrikant leverde hetzelfde narcosemiddel, maar in een andere oplossing’, zegt onderzoeksleider Jaklien Leemans. ‘Het middel komt in het bloed, en nieren filteren dat bloed. Een kleine verandering in het mengsel kan dus grote gevolgen hebben op de ontwikkeling van nierschade.’

Onderzoek gaat door

De onderzoekers herhaalden het experiment met nieuwe muizen. De operatie werd aangepast aan het nieuwe narcosemengsel. Om nierschade op te wekken, werd bij Flits de bloedtoevoer naar zijn nieren drie kwartier afgeklemd. Bij de nieuwe dieren was dat nog maar een half uur. Dat hielp, een uur na het bijkomen uit de narcose liepen de muizen weer rond in hun kooi.

Om in het lichaam te zien hoe de dieren herstelden, werden ze in de dagen na de operatie gedood en hun nieren verwijderd. Onder de microscoop ontdekten de onderzoekers dat knock-out muizen zoals Flits, die één gen missen ten opzichte van ‘normale muizen’, minder nierschade hadden dan de controlegroep.

Precies het resultaat waarop Leemans had gehoopt. ‘Al had ik het natuurlijk liever direct bij de eerste groep ontdekt. Het blijft erg vervelend dat we extra muizen moesten offeren.’

Medicijn op komst?

Rest de vraag: was dit onderzoek muizenlevens waard? ‘Ja’, zegt Leemans. ‘We hebben beter inzicht gekregen in nierziekten waar mensen ernstig onder kunnen lijden. Dierproeven als deze zijn onmisbaar voor het ontwikkelen van nieuwe therapieën of het verbeteren van huidige behandelingen. Uiteindelijk weegt dat voor mij toch het zwaarst.’

Het team van Leemans gaat de komende jaren bij nierdonoren kijken of daar mensen tussen zitten die een foutje in hetzelfde gen hebben als proefdier Flits. Zouden de bijbehorende nierontvangers ook minder last hebben van nierschade? En zo ja, wordt het dan niet eens tijd om een medicijn te ontwikkelen dat dit gen in een donornier remt?

Mocht het ooit zover komen, dan is dat deels te danken aan muizen als Flits. Een monument of standbeeld zullen de dieren wel nooit krijgen. Maar helemaal vergeten worden ze ook niet. Binnenkort zal Leemans haar onderzoek publiceren in een vaktijdschrift. Ergens in dat artikel zal ‘N=32’ staan, ten teken dat voor dit wetenschappelijke stapje voorwaarts 32 muizen zijn geofferd. Eén daarvan was Flits.

Juryrapport

‘Mudde beschrijft indringend het weinig benijdenswaardige bestaan van Flits, een proefmuis, vanaf zijn geboorte tot zijn dood. ’

Tonie Mudde

Mudde beschrijft indringend het weinig benijdenswaardige bestaan van Flits, een proefmuis, vanaf zijn geboorte tot zijn dood. Zonder goedkoop effectbejag beschrijft hij niet alleen de korte levenscyclus maar ook de wijze waarop onderzoekers hun werk met proefdieren uitvoeren. Het levert zes artikelen op over zaken die je misschien niet wilt weten, maar die wel opgeschreven moeten worden, zeker op de realistische wijze waarop Mudde het deed.