Een deel van kankeronderzoek gebeurt met proefdieren, vooral muizen. Hoe ziet het leven van deze dieren er eigenlijk uit? Het Nederlands Kanker Instituut opende haar deuren voor NEMO Kennislink.
In een doorzichtige plastic bak, van 22,5 bij 34 centimeter en zo’n 12 centimeter hoog, ligt een kluwen van zigzaggende strookjes karton, als een nestje. Ernaast ligt materiaal om te spelen en te knagen, en er is constant voer en water aanwezig. In deze bak wonen vijf witte muizen met rode ogen, waaronder 1741674. Hier, in het proefdierlab van het Nederlands Kanker Instituut, draagt ze bij aan onderzoek naar borstkanker. Want hoewel onderzoeksmethodes met computermodellen, organoïden en cancer-on-a-chip steeds geavanceerder worden, wordt onderzoek naar uitzaaiingen en complexe tumorvorming nog steeds vooral met proefdieren gedaan.
Muis 1741674 werd een paar verdiepingen hierboven geboren, bovenin de proefdierfaciliteit. Ze heeft aangepast DNA. Ze bezit het BRCA1-gen met een bij de mens voorkomende mutatie en een veranderd tumorsuppressorgen, een combinatie die bij muizen – en mensen – de kans op borstkanker enorm verhoogt. Ook kreeg ze een gen uit vuurvliegjes, waardoor tumorcellen oplichten als ze in een apparaat gelegd wordt waar een speciale camera het zwakke lichtsignaal kan omzetten in een zichtbaar beeld voor de onderzoekers.
Genetisch aangepast
“De genetische verandering wordt niet op alle nakomelingen doorgegeven, dus het grootste deel uit onze eigen fok van de muizen laten we sterven zonder ze te gebruiken. Dit is één van de ongemakkelijkste delen van ons gebruik van proefdieren,” vertelt Marieke van de Ven, leider en onderzoeker van het proefdiercentrum. “Voor sommige onderzoeken kiezen we muizen die we niet genetisch aanpassen. Zij krijgen via een injectie kankercellen toegediend. Elke methode heeft zo zijn voor- en nadelen.”
Muis 1741674 heeft de bovengenoemde gewenste aanpassingen wel, vandaar dat ze met vier soortgenoten naar het proefdierlab verhuist. Een strikt schema bepaalt hun ritme. Om 7 uur ’s ochtends gaat langzaam het licht aan, net als de muziek, en om 19 uur ’s avonds gaan beiden weer langzaam uit. “Dat is niet voor ons, maar voor de dieren. Door te wennen aan achtergrondgeluid, schrikken ze minder als wij bezig zijn. Maar wélke radiozender aan staat, wisselt op voorkeur van de verzorger, na maandelijkse stemming.” De temperatuur is altijd 21 graden, de luchtvochtigheid 55 procent en de lucht binnen is extra schoon. Net als het personeel en de bezoekers trouwens. “We mogen alleen naar binnen in schone overalls en via een luchtsluis, waarin zoveel mogelijk ziektekiemen worden weggeblazen en afgezogen.”
De muizen verblijven in de proefdierfaciliteit in kooien met ventilatie, een constante temperatuur en genoeg materiaal om te knagen en te spelen.
Nederlands Kanker InstituutOp het moment dat muis 1741674 tumoren gaat ontwikkelen, komt er een oranje label aan haar bak te hangen. Vanaf dat moment moet de verzorgers haar 24 uur controleren. “We weten wanneer de eerste tumoren zich meestal ontwikkelen. De dierverzorgers houden het welzijn van de muizen altijd goed in de gaten, maar rond deze tijd nog eens extra.” De muis ondergaat extra metingen in die periode, maar vaak zien de dierverzorgers al veranderingen. “Bijvoorbeeld een plukje haar dat net anders uitsteekt omdat er een tumor onder groeit, of ander gedrag. Ze kennen de muizen zo goed, dat kleine veranderingen hun meteen opvallen.” Dat is belangrijk voor het onderzoek, maar ook om in de gaten te houden of de ziektelast niet te groot wordt.
Meten in de tijd
Zodra de tijd aanbreekt dat de tumoren meestal gaan groeien in de muis, kunnen de onderzoekers deze gaan meten. De muizen krijgen een roesje, en worden met meerdere muizen tegelijk in het In Vivo Imaging System gelegd. Door het vuurvliegjesgen lichten de tumorcellen op. Zo volgen de onderzoekers de tumorontwikkeling in de tijd, en kunnen ze zien of er uitzaaiingen ontstaan en daaraan meten. “Het is voor ons een belangrijke innovatie om zo een muis in de tijd te volgen. Voorheen hadden we meerdere muizen nodig om het verloop van tumorgroei in de tijd te volgen, je kon het alleen bestuderen door muizen te euthanaseren, in verschillende fases van de tumorontwikkeling.” Dit meten doen we maximaal twee keer per week, om de muizen niet te zwaar te belasten.
Muis 1741674 krijgt een behandeling met Olaparib, een medicijn dat veel behandelaren gebruiken bij borstkanker. “We doen nu veel onderzoek naar het effect van combinatietherapie. Dus verschillende medicijnen samen, of een medicijn en bestraling tegelijk.” In het ideale geval versterken de behandelingen elkaar, waardoor je meer effect hebt met lagere dosis en hopelijk minder bijwerkingen. Dit geeft hele concrete resultaten, die we kunnen gebruiken bij betere behandeling van patiënten.
Met behulp van het In Vivo Imaging System en bioluminiscentie kunnen de tumoren in de muizen zichtbaar gemaakt worden.
Nederlands Kanker InstituutZo’n experiment met een behandeling kan bijvoorbeeld 28 dagen duren, maar soms ook langer. “We leggen van te voren vast wat de grens is. Een muis kan natuurlijk niet aangeven wanneer het genoeg is geweest, dus daar moeten wij strenge grenzen voor vaststellen. Dat kan ook al voor het einde van de proef zijn, als de tumor zich snel ontwikkelt of de muis te veel last heeft. Van die grens mogen we echt niet van afwijken, ook al zou het voor de proef relevant zijn.”
Inslapen in de thuiskooi
Uiteindelijk zal muis 1741674 euthanasie met CO2 ondergaan. Daarmee slapen de muizen rustig in. Dit inslapen gebeurt in de thuiskooi van de muis, zodat er geen onnodige stress is door een wisseling van kooi. Eventuele andere muizen in de kooi krijgen dan een nieuwe kooi, met wat materiaal uit de oude. “Om zich sneller thuis te voelen, doordat ze hun eigen geur herkennen.”
Na haar dood is het onderzoek nog niet voorbij. “De organen, lymfeklieren en weefsels gaan naar de proefdierpathologen. Die snijdt er coupes van, dunne plakjes weefsel, die ze onder de microscoop onderzoeken. Ze kijken naar grootte en kenmerken van de tumor, aanwezigheid van uitzaaiingen, of het ontbreken daarvan.” Van alle waarnemingen maken de onderzoekers foto’s, verzamelen genetische en moleculaire gegevens en slaan die op. Een deel van het materiaal gaat vaak ook nog in de vriezer, voor mogelijk later onderzoek. En zo komt er een einde aan muis 1741674. De data die ze voortbracht leven voort.