Bij muizen: zijn dierstudies relevant voor de menselijke gezondheid?
De media staan bol van de beweringen van baanbrekende biomedische studies bij dieren. Kunnen dieren echter ooit getrouw de menselijke gezondheid modelleren?
Fervente lezers van medisch nieuws zullen bekend zijn met het wijdverbreide gebruik van diermodellen in biomedisch onderzoek.
Van voeding tot kankeronderzoek en studies over metabolisme, zowel wetenschappers als journalisten trekken parallellen tussen dieren en mensen.
Er kunnen echter problemen ontstaan wanneer onderzoekers op basis van de resultaten van dergelijke onderzoeken voorspellingen doen over de menselijke gezondheid.
Wetenschappers noemen dit concept klinische relevantie. Veel financieringsinstanties voor biomedische subsidies eisen dat onderzoekers het gebruik van diermodellen rechtvaardigen door te voorspellen hoe waarschijnlijk het is dat de resultaten een impact hebben op de menselijke gezondheid.
Ondertussen schrijven journalisten pakkende nieuwskoppen om onze aandacht te trekken, waarbij ze soms niet kritisch beoordelen hoe klinisch relevant een onderzoek is; of erger nog, ze laten het feit achterwege dat wetenschappers het werk bij dieren verrichtten, niet bij mensen.
Het debat over de klinische relevantie van diermodellen is aan de gang, en een Twitter-account genaamd @justsayinmice - dat gebruikers van sociale media aanmoedigt nieuwsverhalen te retweeten die niet duidelijk aangeven of de resultaten afkomstig zijn van een diermodel of menselijke vrijwilligers met het onderschrift 'IN MICE ”- heeft het onlangs van brandstof voorzien.
Kunnen we aannemen dat het doen van onderzoek in diermodellen inzichten zal opleveren over onze eigen gezondheid, en wie is de schuldige wanneer een nieuwsbericht ingrijpende uitspraken over klinische relevantie bevat?
In dit verhaal van muizen en mannen (in laboratoriumjassen) onderzoeken we hoe dierstudies hebben bijgedragen aan biomedische vooruitgang, en waarom sommige wetenschappers beweren dat diermodellen geen klinische relevantie hebben.
Diermodellen dateren uit ‘2000 voor Christus’
Voordat we ingaan op de vroege dagen van dierstudies, ga ik een disclaimer toevoegen. Tijdens mijn tijd als onderzoekswetenschapper, voordat ik erbij kwam Medisch nieuws vandaag, Was ik betrokken bij verschillende onderzoeken waarin een groot varkensmodel voor wondgenezing werd gebruikt.
Hoewel ik er alles aan heb gedaan om dit onderwerp feitelijk te benaderen, kan ik niet garanderen dat mijn ervaringen me niet zonder enige mate van vooringenomenheid hebben achtergelaten.
Terug naar het onderwerp dat voorhanden is.
Kirk Maurer, van het Center for Comparative Medicine and Research aan Dartmouth College in Lebanon, NH, en Fred Quimby, van Rockefeller University in New Durham, NH, bespreken uitvoerig de geschiedenis van diermodellen in biomedisch onderzoek in een hoofdstuk in het boek uit 2015 Proefdiergeneeskunde.
"De vroegste schriftelijke verslagen van dierproeven dateren uit 2000 voor Christus, toen Babyloniërs en Assyriërs operaties en medicatie voor mens en dier documenteerden", schrijven ze.
Door de eeuwen heen hebben dieren veel van de informatie onthuld die we tegenwoordig als feitelijk aannemen.
Vanaf de ontdekking van Galenus in de tweede eeuw na Christus dat bloed, en niet lucht, door onze slagaders stroomt tot de identificatie in 2006 van vier genen die, wanneer ze geactiveerd worden, elke cel kunnen veranderen in een embryonale stamcel-achtige toestand, vormen diermodellen de kern. van wetenschappelijke vooruitgang in de biowetenschappen.
De sleutelterm hier is diermodel. Maurer en Quimby beschrijven de inspanningen van verschillende auteurs om het 'ideale' diermodel te definiëren. "Misschien wel het belangrijkste kenmerk van het model is hoe sterk het lijkt op de oorspronkelijke menselijke conditie of proces", leggen ze uit.
Maar elk model zal maar zo ver gaan, geven ze toe: "Een model dient als surrogaat en is niet noodzakelijk identiek aan het onderwerp dat wordt gemodelleerd."
Diermodellen in de moderne geneeskunde
Françoise Barré-Sinoussi en Xavier Montagutelli, van het Institut Pasteur in Parijs, Frankrijk, bespreken de bijdrage die dierstudies aan de geneeskunde hebben geleverd in een artikel uit 2015 in het tijdschrift Future Science OA.
"Het gebruik van dieren is niet alleen gebaseerd op de grote overeenkomsten in de biologie van de meeste zoogdieren, maar ook op het feit dat ziekten bij de mens vaak andere diersoorten treffen", leggen ze uit.
"Het is met name het geval voor de meeste infectieziekten, maar ook voor veel voorkomende aandoeningen zoals diabetes type 1, hypertensie, allergieën, kanker, epilepsie, myopathieën, enzovoort", vervolgen ze.
"Deze ziekten worden niet alleen gedeeld, maar de mechanismen zijn vaak ook zo vergelijkbaar dat 90% van de diergeneesmiddelen die voor de behandeling van dieren worden gebruikt, identiek of zeer vergelijkbaar zijn met die voor de behandeling van mensen."
Zowel Maurer en Quimby, als Barré-Sinoussi en Montagutelli, belichten een lange lijst van Nobelprijswinnaars wiens wetenschappelijke inzichten in diermodellen hebben geleid tot de ontwikkeling van nieuwe behandelingen die cruciaal zijn voor de moderne geneeskunde.
Dit omvat het werk van Frederick G.Banting en John Macleod over het isoleren van insuline uit honden, het werk van Emil von Behring over vaccins bij cavia's en konijnen, en het werk van James Allison en Tasuku Honjo in muizen- en muiscellijnen op het gebied van kankerimmunotherapie. waarmee ze de Nobelprijs van 2018 kregen.
Het lijdt geen twijfel dat diermodellen een enorme bijdrage hebben geleverd aan de medische zorg waar we vandaag de dag van profiteren. Dat gezegd hebbende, wijzen Barré-Sinoussi en Montagutelli er ook op dat "het echter opmerkelijk is dat de resultaten die op dieren zijn verkregen niet noodzakelijkerwijs worden bevestigd in verdere studies bij mensen."
Deels schrijven ze dit toe aan het feit dat hoewel we een aanzienlijk deel van onze genetische code delen met de verschillende diermodellen die wetenschappers gebruiken bij onderzoek, er duidelijke genetische verschillen zijn.
"Hoewel sommige mensen [...] deze verschillen gebruiken om de waarde van diermodellen te weerleggen, pleiten velen, waaronder wijzelf, sterk voor het verder verbeteren van onze kennis en begrip van deze verschillen en om hiermee rekening te houden bij experimentele ontwerpen en interpretatie van waarnemingen", leggen ze uit. .
De klinische relevantie in twijfel trekken
Niet alle wetenschappers herhalen het sentiment van Barré-Sinoussi en Montagutelli.
In een paper uit 2018 in de Journal of Translational Medicine, Pandora Pound, van de Safer Medicines Trust in het Verenigd Koninkrijk, en Merel Ritskes-Hoitinga, van het Radboud Universitair Medisch Centrum in Nijmegen, Nederland, stellen dat 'preklinische diermodellen nooit volledig geldig kunnen zijn vanwege de onzekerheden die worden geïntroduceerd door soortverschillen . "
Hun artikel richt zich met name op de farmaceutische industrie, die een aanzienlijke behoefte heeft aan dierstudies in het stadium voordat een geneesmiddel klinische proeven ingaat. Zonder dergelijke preklinische modellen is het momenteel niet mogelijk om nieuwe geneesmiddelen bij mensen te testen.
"Hoewel veel factoren bijdragen aan de slechte vertaalsnelheid van bench naar bed (inclusief gebrekkige klinische onderzoeken), wordt algemeen aangenomen dat een overheersende reden het falen van preklinische diermodellen is om de klinische werkzaamheid en veiligheid te voorspellen", schrijven ze.
Pound en Ritskes-Hoitinga noemen een bijzonder schrijnend voorbeeld uit 2006, toen ondanks preklinische studies die aantonen dat het experimentele medicijn TGN1412 veilig is, de deelnemers aan een fase I-studie ernstige levensbedreigende reacties kregen.
Anderen zien waarde in diermodellen, maar adviseren om voorzichtig te zijn bij het kiezen van een model en het interpreteren van studieresultaten.
Dr. Vootele Voikar, van de Universiteit van Helsinki in Finland, gebruikt muizen bij zijn neurologische gedragsonderzoek.
In een recent artikel dat hij samen met zijn collega Johanna Åhlgren in het tijdschrift publiceerde Lab dierDr. Voikar toonde aan dat genetisch verwante substrains van muizen van verschillende leveranciers significante verschillen vertoonden in hun basisgedragsprofiel.
Toen ik dr. Voikar vroeg hoe relevant diermodellen zijn voor de menselijke gezondheid, vertelde hij me dat "sommige van de fundamentele regels, wanneer dieren worden gebruikt voor fundamenteel onderzoek, antropomorfisering [zijn] om antropomorfisme te vermijden en om zo veel mogelijk rekening te houden met soortspecifieke verschillen. als mogelijk."
"Met een zorgvuldig ontwerp van de experimenten, begrip van de validiteitsproblemen op verschillende niveaus en een passende kritische interpretatie van de resultaten, kan de relevantie en enig vertrouwen worden bereikt."
Dr. Vootele Voikar
Minder ‘hype’, meer ‘objectieve discussie’
Ik vroeg Dr. Voikar of hij denkt dat journalisten vaak verkeerd interpreteren of een verkeerde voorstelling geven van wat wetenschappers publiceren wanneer ze nieuwsverhalen schrijven. Hij legt de verantwoordelijkheid bij wetenschappers.
"Ik denk dat het grootste probleem ligt bij wetenschappers en hun persberichten - hoe ze de gegevens en resultaten verkopen, hoe sterk [het] bewijs [is] dat ze vinden met betrekking tot een of andere verwoestende ziekte, beloften die er nog niet zijn, hoewel gebaseerd op hun interessante en belangrijke maar vaak voorlopige bevindingen, ”legde hij uit.
“Meestal betekent dit dat er meer onderzoek moet worden gedaan om te zien of de bevindingen reproduceerbaar zijn en toepasbaar op de andere condities. De zorg of behandeling is helaas in [de] meeste gevallen niet van de ene op de andere dag beschikbaar. Vaak is (over) verkoop echter nodig om nieuwe subsidies voor het onderzoek binnen te halen. ”
Dr. Vootele Voikar
Hij pleit voor "multidisciplinariteitsdialoog tussen kliniek en basis, preklinisch werk - maar al te vaak hebben de biologen die ziektemodellen bestuderen een zeer beperkte kennis van de respectievelijke klinische toestand en spectrum voor differentiële diagnose."
Toen ik hem vroeg wat hij dacht dat nieuwsuitzendingen zouden kunnen doen om te verbeteren hoe ze wetenschappelijk nieuws communiceren, inclusief studies bij dieren, stelde hij het volgende voor:
"Om kritisch te zijn, hype te vermijden, verschillende meningen te vragen en te presenteren om objectieve discussies te bevorderen, [en] de toepasbaarheid en generalisatie van de bevindingen te overwegen - daarvoor zijn gespecialiseerde wetenschappelijke schrijvers nodig."
Hoewel het debat over de klinische relevantie van diermodellen voortduurt en enthousiaste wetenschappers en niet-wetenschappers het heerlijk vinden om dagelijks koppen te retweeten met het bijschrift 'IN MICE', ben ik er vast van overtuigd dat veel wetenschappers dieren gebruiken om menselijke ziekten te modelleren in de hoop van het verbeteren van onze gezondheid.
Gaandeweg dragen alle betrokken partijen - inclusief de onderzoekers die het model kiezen, de senior wetenschappers die toezicht houden op de interpretatie en communicatie van de resultaten, de persvoorlichters en de nieuwsuitzendingen - een niveau van verantwoordelijkheid.
Te allen tijde is duidelijke communicatie over de relevantie van elk diermodel en de waarschijnlijkheid dat de resultaten van invloed zijn op de menselijke gezondheid van cruciaal belang.
