Geneesmiddelen, cosmetica, chemicaliën, diervoeder, genetisch gemodificeerd voedsel, bestrijdingsmiddelen. De lijst van dingen die in een zogenaamd ‘diermodel’ worden getest is lang. In de praktijk betekent dit voor dieren, variërend van de bekende laboratoriumrat tot honden en apen, een leven in een kooi. En vaak min of meer een leven van lijden. Er komen echter steeds meer alternatieven voor deze dierproeven. In het universitair ziekenhuis van Jena (UKJ) ontwikkelen onderzoekers 3D-modellen voor huidinfecties. Deze vormen een alternatief voor dierproeven die worden gebruikt om de doeltreffendheid van antimicrobiële wondgenezingsproducten te testen.
“Ons huidmodel kan zelfs brandblaren krijgen!”, zegt Cornelia Wiegand enthousiast. In het dermatologisch onderzoekslaboratorium van de Kliniek voor huidziekten van het UKJ ontwikkelt zij een driedimensionaal model van de menselijke huid dat de epidermis en dermis volledig weergeeft en de centrale functies van het orgaan laat zien. Aan het eind van het samenwerkingsproject “InVitroWund”, waaraan het UKJ samenwerkt met Dr. Brill + Partner GmbH in Hamburg, moet met deze kunsthuid een huidinfectiemodel worden gecreëerd. Op die manier kunnen antimicrobiële wondgenezingsproducten op gestandaardiseerde wijze worden getest zonder dat dierproeven nodig zijn. Het project wordt gefinancierd door het Duitse Bondsministerie van Economische Zaken en Technologie.
Extra hulp
Terwijl kleine wondjes meestal vanzelf genezen, is voor ernstigere verwondingen of chronische wonden extra hulp nodig. Het gaat bijvoorbeeld om wonden die ontstaan als gevolg van veneuze insufficiëntie en diabetes, of doorligwonden. Bovendien bemoeilijken plaatselijke infecties door bacteriën de wondgenezing nog meer. Maar zelfs de genezing van “normale” verwondingen wordt vaak bemoeilijkt door wondinfecties. In deze gevallen worden wondspoeloplossingen of verbandmiddelen met antimicrobiële bestanddelen gebruikt.
In de voorgeschreven, gestandaardiseerde suspensietests om de werkzaamheid aan te tonen, werken de nieuwe preparaten op testbacteriën in verschillende oplossingen. “Dit wordt niet gedaan met klinisch relevante concentraties. En het heeft natuurlijk weinig te maken met een realistische wondsituatie”, legt Cornelia Wiegand uit.
Ethisch discutabel
Deze ‘realistische wondsituatie’ en de doeltreffendheid van de producten worden daarom in een tweede teststap onderzocht door middel van dierproeven met varkens of muizen. Daartoe moeten de proefdieren verwondingen worden toegebracht die het zelfgenezend vermogen van de dieren overbelasten, maar die ook weer niet te ernstig mogen zijn. Dit is niet alleen ethisch discutabel maar stuit ook in de praktijk op problemen. De dieren likken aan de zalf of knabbelen aan het wondverband. Dit maakt op zijn beurt meer tests noodzakelijk en doet nog meer afbreuk aan de betrouwbaarheid van de verklaringen. Daarom willen de onderzoekers in Jena en Hamburg “een zinvol alternatief voor dierproeven tot stand brengen”
De wetenschappers ontwikkelden een huidmodel van fibroblasten en keratinocyten, dat groeit op een collageensaffold. Het kan ongeveer een maand lang kan regenereren in een voedingsoplossing. De cellen reageren op contact of verwonding door immuun-relevante signaalstoffen af te geven. Er ontstaan zelfs ook brandblaren bij blootstelling aan hitte. “We zijn momenteel bezig met het vaststellen van gestandaardiseerde brand- en snijwonden. Dat doet het huidmodel tenslotte geen kwaad”, zegt Cornelia Wiegand.
Kunsthuid
Vervolgens moeten infectietests “met bepaalde hoeveelheden van typische wondkiemen zoals stafylokokken of pseudomonaden” worden uitgevoerd. Het doel van het onderzoek is om uiteindelijk “een omgeving in de kunsthuid te creëren die zo veel mogelijk lijkt op een echte wond”. Het model zal vervolgens in de praktijk worden getest met verschillende in de handel verkrijgbare wondgenezingsproducten in het partnerlaboratorium van Dr. Brill GmbH. Bovendien zal de testprocedure ook in Hamburg worden geoptimaliseerd.
“De procedure moet het niet alleen mogelijk maken de antimicrobiële werkzaamheid van wondhelende producten op gestandaardiseerde wijze te evalueren, maar ook hun invloed op het wondhelingsproces vast te leggen,” zegt Cornelia Wiegand. “Op deze manier willen wij een doeltreffend en goed uitvoerbaar alternatief voor dierproeven bieden”.
Foto: Als alternatief voor dierproeven ontwikkelt een onderzoeksteam van het Universitair Ziekenhuis Jena 3D-modellen voor huidinfecties om de werkzaamheid van antimicrobiële wondgenezingsproducten te testen. Foto: Heiko Hellmann/UKJ
Ook interessant:
3D-print en simulaties moeten dierproeven vervangen
Minder dierproeven en meer onderzoek dankzij 3D-printing
