Onderzoekers vertrouwen van oudsher op de resultaten van experimenten met laboratoriummuizen. Aangezien deze in gecontroleerde omstandigheden gekweekt worden, zijn de resultaten van die experimenten ideaal. Omdat ze verifieerbaar en herhaalbaar zijn. Het probleem is dat laboratoriumomstandigheden niet veel overeenkomsten vertonen met natuurlijke omstandigheden.
Daarom gebruikt wetenschapper Stephan Rosshart van het Universitair Medisch Centrum in Freiburg, wilde muizen in zijn onderzoek, zo meldt het Duitse tijdschrift Der Spiegel.
Tijdens zijn onderzoek in de Verenigde Staten aan de National Institutes of Health, zette Rosshart vallen met pindakaas in schuren om wilde muizen te vangen. De embryo’s van de laboratoriummuizen werden vervolgens geïmplanteerd in wilde vrouwtjes die hun immuunsysteem doorgaven aan hun nakomelingen. Latere generaties muizen deelden ook dit, meer natuurlijke, immuunsystemen.
Realistische resultaten
Rosshart toonde aan dat de testresultaten van deze wilde muizen nauwkeuriger waren dan die van het gebruikelijke laboratoriumras. In twee gevallen bewees hij met zijn team dat tests met laboratoriummuizen tot onjuiste conclusies hebben geleid. In het ene geval ging het om tests met sepsis en in het andere geval om een auto-immuunziekte. Bij laboratoriummuizen verbeterde het geteste medicijn hun toestand. Bij mensen zou het niet alleen ineffectief zijn geweest. Het zou zelfs tot nog ernstigere symptomen hebben geleid. Bij de wilde muizen daarentegen leken de symptomen meer op die van de mens.
Het team heeft ook ontdekt dat de wilde muizen beter bestand zijn tegen virussen dan de laboratoriumvariant. Maar waarom? De onderzoekers willen de mechanismen ontdekken achter hoe het immuunsysteem omgaat met virale infecties. Sommige virussen tasten niet alle wilde muizen aan, ze leken immuun te zijn. “De natuurlijke verschillen in het immuunsysteem van de dieren blijven bestaan als ze eenmaal in het lab zijn,” zegt Rosshart. Hij ziet hierin een voordeel. “Mensen zijn ook anders.”
Het vaccin van het boerenerf
De huidige pandemie maakt het dringend noodzakelijk dat de wetenschap gebruik maakt van de grote biologische diversiteit in de natuur. Om dit te bereiken moeten meer soorten dieren worden onderzocht onder een breder scala van omstandigheden. Dr. Andrew Flies van het Menzies Institute for Medical Research van de Universiteit van Tasmanië, Australië, roept op tot onderzoek met een grotere verscheidenheid aan dieren. In een artikel in Science wijst hij op de ontwikkeling van het pokkenvaccin. Dat is ontdekt door simpelweg te observeren dat melkmeisjes die de niet-dodelijke variant van pokken kregen, vervolgens immuun bleken voor de dodelijker variant.
Grafisch – publiek domein, op de website van het Museum of Healthcare, Canada
“De meeste besmettelijke ziekten zijn afkomstig van gedomesticeerde en wilde dieren. De huidige pandemie roept op tot een meer holistisch denken over de gezondheid van mens en dier,” zegt Flies.
“Het immuunsysteem is in miljoenen jaren geëvolueerd,” vervolgt Flies. “Geen enkel modelorganisme kan een andere soort volledig repliceren. Daarom is de vergelijking van DNA- en eiwitsequenties in het genoom een eenvoudig en kosteneffectief middel om de meest geschikte diermodellen voor de betreffende vraag te selecteren”.
Straks een vaccin uit de woestijn of de savanne?
Uit onderzoek van vogels, reptielen en hyena’s is gebleken dat ze belangrijke immunologische aanwijzingen kunnen geven voor het vinden van manieren om ziekteverwekkers bij de mens te bestrijden. Bijvoorbeeld over antilichamen, die ook kunnen worden gebruikt in de strijd tegen COVID-19. Zoals gemeld in Nature werden deze toevallig ontdekt bij kamelen. Niet bepaald een dier dat men zou associëren met laboratoriumwerk.
Flies is lid van de Wild and Comparative Immunology Consortium, een organisatie die zich bezighoudt met het bestuderen van de immunologie in nieuwe soorten en in het wild; bekend als ‘rewilding’.
Waarom is het zo belangrijk om dieren te bestuderen in een natuurlijke omgeving? Flies geeft deze uitleg: “DNA, proteïnen en andere moleculen zorgen voor het doek en de verf van de biologie; de omgeving is de kunstenaar. Geef honderd mensen hetzelfde doek en dezelfde verf; er zijn geen twee schilderijen gelijk. Het is hetzelfde met de biologie en het immuunsysteem.”
Thuis de pandemie helpen oplossen
Stel je voor dat elk huishouden zou kunnen bijdragen aan het oplossen van pandemieën. Gewone huisdieren bieden die mogelijkheid. Zo kun je onderzoeken hoe infecties binnen een gezin worden overgedragen; of juist niet. Door te bestuderen hoe de immuunsystemen van verschillende dieren op dezelfde ziekteverwekkers reageren, kunnen wetenschappers waardevolle inzichten verkrijgen. Wetenschappers in een diergeneeskundig laboratorium in Harbin, China, deden precies dat in hun onderzoek naar katten, honden en fretten, zoals gerapporteerd in Science. Hun doel was om de gevoeligheid van de dieren voor het SARS-COV-2-virus te bepalen.
De onderzoekers ontdekten dat het virus weliswaar niet goed wordt overgedragen tussen gedomesticeerde dieren zoals honden, varkens, kippen en eenden, maar dat fretten en katten gemakkelijker worden besmet. Vooral katten zijn gevoeliger voor de overdracht van SARS-COV-2 via de lucht. Dierenartsen en huisdiereigenaren zouden kunnen bijdragen aan dergelijk onderzoek door weefselmonsters van hun huisdieren aan te leveren.
Het ‘One Health Concept’
Het bewustzijn van de noodzaak om interdisciplinair onderzoek te doen neemt toe. Het uitgangspunt om bij de bestrijding van ziekten rekening te houden met mens, dier en hun complete omgeving, staat bekend als ‘One Health’. Dit idee benadrukt hoe mens en dier samenleven en met elkaar omgaan. Vanuit dat concept redenerend, is onderzoek van ziektes in een geïsoleerde omgeving als een laboratorium slechts van beperkte waarde.
Aangezien alle levende wezens dezelfde omgeving delen, zijn interdisciplinaire studies nodig om alle factoren die van belang zijn te beschouwen. Wetenschappers nemen aan dat het SARS-COV-2-virus afkomstig is van vleermuizen in China. Ze zijn er echter niet helemaal zeker van hoe het virus is overgedragen. Nader onderzoek naar het effect van ziekteverwekkers op dieren en hun interactie met de mens zal de samenleving beter toerusten om de verspreiding van dergelijke ziekten in te dammen.
‘Rewilding’-onderzoek ondersteunt de biodiversiteit
Op dit moment sterven op de aarde tal van diersoorten uit. Wetenschappers zijn het erover eens dat dit het resultaat is van vooral menselijke inmenging en vernietiging van het milieu. De toename van handel en het reizen over de hele wereld heeft de weg vrijgemaakt voor de globalisering van ziekten. Zoals gemeld in het tijdschrift Science werd circa 20 jaar geleden een schimmel (Batrachochytrium dendrobatidis) bij amfibieën geïdentificeerd. Deze schimmel heeft bij meer dan 500 soorten een ernstige afname van de populatie veroorzaakt en betekende voor 90 soorten de uitsterving.
Door een groter aantal diersoorten en de reële wereld te betrekken bij immunologisch onderzoek, kunnen wetenschappers meer inzicht krijgen in de precieze oorzaken van dergelijk massaal uitsterven. Een fenomeen dat niet alleen wordt veroorzaakt door de vernietiging van habitats, maar ook door ziekten die tot nu toe weinig worden begrepen.