De schade die chemicaliën en andere mogelijk schadelijke vloeistoffen aan ogen kunnen toebrengen wordt nu nog vooral onderzocht met behulp de zogenoemde Draize-test op levende konijnen. Daar willen onderzoekers van het Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC verandering in brengen. Met in het laboratorium gekweekte weefselmodellen van het menselijke hoornvlies, om precies te zijn. Zo moet het gebruik van proefdieren voorkomen kunnen worden.
Wetenschappers werken wereldwijd al langere tijd aan een alternatief voor schadelijke toxicologische testen op dieren. Tot nu toe was er echter geen betrouwbare manier om onderscheid te maken tussen omkeerbare en onomkeerbare schade, waardoor het volledig vervangen van de Draize-test, en daarmee ook de proefdieren niet mogelijk was.
In vitro oogirritatie test
Onderzoekers van het Fraunhofer instituut ontwikkelen, samen met diverse partners, nu een op impedantie gebaseerd in-vitrotestsysteem dat deze differentiatie wel mogelijk maakt. De nieuwe testprocedure combineert een aangepast model van een hoornvlies op basis van modellen van menselijk weefsel met niet-invasieve impedantiespectroscopie.
“In het laboratorium kweken we menselijk weefsel naar het voorbeeld van het voorste deel van het hoornvlies. De weefselcellen zijn omhuld door een celmembraan, waarvan de chemische samenstelling het mogelijk maakt om als een elektrische isolator te werken. De cellen vormen een of meer gesloten lagen, waardoor een meetbare weerstand ontstaat. De barrière-eigenschappen van het epitheel – de buitenste laag van het hoornvlies – kunnen worden bepaald door de elektrische weerstand te meten”, legt dr. Christian Lotz, een wetenschapper bij de TLC-RT, uit.
Niet-invasieve test
Wanneer een teststof schade aan het oog veroorzaakt, dan wordt de barrière vernietigd en sterven cellen af. Daardoor ontstaan gaten en neemt de weerstand af. De elektriciteit kan weer vrij stromen. Hoe meer cellagen er afsterven, hoe groter de afname van de weerstand. Op deze manier kan de toestand van het weefsel met behulp van de impedantiespectrometer op een indirecte – en dus niet-invasieve – manier worden gemeten, zonder het weefselmodel te vernietigen. Als het celweefsel niet beschadigd is, zal de weerstand hoog zijn. Als de cellen echter worden vernietigd, wordt de elektrische barrière doorbroken.
"In tegenstelling tot andere methoden is onze op impedantie gebaseerde oogbeschadigingstest niet-destructief - we kunnen hetzelfde model blijven gebruiken, het meten en analyseren om te bepalen of het weefsel herstelt in de loop van zeven of meer dagen", aldus Lotz. "Tijdens een test kunnen verschillende chemicaliën op het in vitro weefselmodel worden toegepast en we kunnen zelfs weefselregeneratie meten. Dit is nieuw en iets dat nog nooit eerder is gedaan."
Proefdieren verleden tijd?
Voor de test werd in eerste instantie gebruik gemaakt van een trainingsset van 70 stoffen – waaronder zuren, basen en andere chemicaliën – uit de verschillende GHS-categorieën. Met behulp van onderzoek dat in meerdere laboratoria uitgevoerd wordt, willen we bewijzen dat de innovatieve, niet-invasieve meetmethode niet alleen door Fraunhofer ISC kan worden gebruikt, maar ook door andere onderzoeksinstellingen", legt Lotz uit.
Met de resultaten van deze onderzoeken zal worden bepaald of er binnen het OESO-kader een nieuwe, wereldwijd erkende, testrichtlijn zal worden ontwikkeld die overeenkomt met de wettelijke vereisten. Zo wordt het dan mogelijk zonder proefdieren voorspellingen te doen over het effect van chemicaliën op de menselijke gezondheid.
Het terugdringen van het gebruik van proefdieren in de medische sector is een ontwikkeling die op meerdere vlakken gaande is. Zo wordt voor het testen van medicijnen voor de behandeling van botbreuken die extra behandeling nodig hebben ook nog proefdieren gebruikt. Bij de TU/e wordt aan een oplossing hiervoor gewerkt. Ook daarvoor worden, in dit geval minibotten, gekweekt. Die worden dan, in plaats van dierproeven, gebruikt voor het testen van geneesmiddelen.
