"Belangrijk om de mogelijke gevolgen voor het leefmilieu in kaart te brengen"
Dries Knapen
Onderzoeksgroep/Departement/Faculteit
Zebrafishlab, Veterinaire Fysiologie en Biochemie, Departement Diergeneeskunde, Faculteit Farmaceutische, Biomedische en Diergeneeskundige WetenschappenWat onderzoek je?
We onderzochten de effecten van de chemische stof resorcinol op de embryonale en larvale ontwikkeling van zebravissen. Er is nog maar weinig geweten over de mogelijke schadelijke effecten van resorcinol in het leefmilieu. De zebravis werd in deze studie gebruikt als modelsoort voor het bestuderen van effecten op vissen.Waarom is dit onderzoek belangrijk?
Resorcinol wordt onder meer gebruikt in huidcrèmes en zalf ter behandeling van huidaandoeningen, en in haarverf, houtlijm en de rubberindustrie. De stof wordt sinds 2020 door Europa beschouwd als zeer zorgwekkend omdat ze bij mensen de aanmaak van schildklierhormonen kan verminderen. Dit onderzoek was in de eerste plaats belangrijk om naast de al gekende effecten bij de mens ook de mogelijke gevolgen voor het leefmilieu in kaart te brengen. Daarnaast leverde deze studie ook nieuwe inzichten op in de precieze werkingsmechanismen van resorcinol, waardoor we ook de effecten op de mens beter kunnen begrijpen.Wat zijn de belangrijkste resultaten van het onderzoek?
Naast het al gekende effect van resorcinol op de aanmaak van schildklierhormonen heeft onze studie uitgewezen dat ook het transport van schildklierhormonen in het bloed beïnvloed wordt, en de stof bovendien inwerkt op de schildklierhormoonreceptoren in het lichaam. In de zebravis veroorzaakt resorcinol, net zoals bij mensen, een te laag gehalte aan schildklierhormonen in het bloed. Dit heeft een aantal belangrijke gevolgen tijdens de embryonale ontwikkeling, zoals het niet volledig opblazen van de zwemblaas – een orgaan dat vissen gebruiken om hun drijfvermogen in het water te regelen. Uit dit onderzoek blijkt dus dat resorcinol ook negatieve ecologische effecten kan veroorzaken wanneer de stof in het leefmilieu terechtkomt.Welke proefdieren werden gebruikt?
ZebravislarvenWelke technieken werden gebruikt, en op welke manier werden de drie V’s (vermindering, verfijning, vervanging) toegepast?
We zijn de studie gestart met het testen van resorcinol in een aantal in vitro-testsystemen. Dit zijn proeven die gebruik maken van celculturen, en geen proefdieren vereisen. In een tweede fase hebben we gebruik gemaakt van zebravisembryo’s. Dit zijn weliswaar levende dieren, maar embryo’s van vissen worden niet als proefdieren beschouwd in de wetgeving. Pas in de laatste fase van de studie stelden we zebravislarven bloot aan resorcinol. Doordat we in de eerste twee stappen al veel belangrijke informatie over resorcinol verzameld hadden zonder dierproeven uit te voeren, hebben we de laatste proef, die wel een dierproef is, zo beperkt mogelijk kunnen houden. We hebben dus zowel dierproeven vervangen door proefdiervrije methoden, als het uiteindelijke aantal proefdieren tot een minimum beperkt.Kan dit onderzoek, nu of in de toekomst, ook zonder proefdieren gebeuren?
Op basis van de resultaten uit deze studie hebben we kunnen aantonen dat de effecten van resorcinol op zebravislarven goed voorspeld kunnen worden op basis van de gegevens uit de in vitro- en embryotests. Er moet verder onderzocht worden of dergelijke voorspellingen ook gemaakt kunnen worden voor andere stoffen dan resorcinol, en voor stoffen met een ander werkingsmechanisme dan het verstoren van de schildklierhormonen. Op die manier zullen op termijn nog meer dierproeven vervangen kunnen worden door proefdiervrije methoden, maar zal er allicht in bepaalde gevallen nog steeds een zo beperkt mogelijke dierproef nodig zijn om zeker geen belangrijke effecten over het hoofd te zien.
"Een deel van de proefdieren vervangen we door computermodellen"
Peter Aerts
Onderzoeksgroep/Departement/Faculteit
Functionele Morfologie, Departement Biologie, Faculteit WetenschappenWat onderzoek je?
Ons binnenoor dient niet enkel om te horen, maar bevat ook een evenwichtsorgaan. De vorm en grootte ervan verschilt erg tussen diersoorten. Het Functionele Morfologie labo (FunMorph) onderzocht, vanuit evolutionair biologisch oogpunt, welke vormkenmerken de gevoeligheid van het evenwichtsorgaan verhogen, wat de voordelen hiervan zijn en hoe dit is gerelateerd aan de ecologie van de dieren.Waarom is dit onderzoek belangrijk?
Naast het directe fundamenteel wetenschappelijke belang (cf. hierboven) is er ook een klinisch-maatschappelijke relevantie. Meer dan 53 miljoen volwassen Europeanen hebben een evenwichtsorgaan dat niet goed - of zelfs helemaal niet - meer werkt. Dit leidt tot ernstige evenwichtsproblemen en duizeligheid. Soms is de anatomie van hun evenwichtsorgaan aangetast (versmalling, verbreding, vervorming,…), maar over het algemeen zijn de oorzaken nog niet goed gekend.
Een goed begrip van de werking van gezonde evenwichtsorganen is een belangrijke eerste stap om de diagnostiek en behandeling van evenwichtsproblemen te verbeteren. Ons onderzoek kan daaraan bijdragen, door de werking van de evenwichtsorganen te vergelijken tussen diersoorten die van nature een verschillende anatomie van het evenwichtsorgaan hebben.Wat zijn de belangrijkste resultaten van het onderzoek?
In overeenstemming met onze hypothese, vonden we dat grotere evenwichtsorganen gevoeliger zijn. Maar uit onze gedetailleerde computermodellen bleek bijvoorbeeld ook dat evenwichtsorganen met een ronde vorm (in tegenstelling tot een ovale vorm) gevoeliger zijn. Het was al geweten dat hagedissen hun lichaam sterk heen een weer slingeren tijdens het rennen.
Analyse van slowmotion-beelden wees uit dat ze, desondanks, hun kopje zéér stabiel houden. Dit is het gevolg van een reflex op basis van het evenwichtsorgaan. Vergelijking met onze computermodellen toonde aan dat het evenwichtsorgaan net het gevoeligst is in de richting waarin ze hun kopje het sterkst stabiliseren.
Welke proefdieren werden gebruikt?
Hagedissen
Welke technieken werden gebruikt, en op welke manier werden de drie V’s (vermindering, verfijning, vervanging) toegepast?
We filmden de hagedissen terwijl ze rondliepen, wat amper tot geen impact heeft op het welzijn van de dieren. Daarom mogen ze na onze experimenten gebruikt worden in proeven van onze collega’s. Door dezelfde proefdieren te gebruiken in meerdere studies, verminderen we het totale aantal dieren.
Omdat we het natuurlijke gedrag van onze proefdieren willen bestuderen, is het erg belangrijk dat ze weinig stress en ongemak ondervinden. We besteden dan ook veel aandacht aan een aangename huisvesting en welzijn van onze hagedissen (plantjes, rotsen en zand in het terrarium, interactie met soortgenoten, voedsel, temperatuur,…), zowel tijdens als buiten onze experimenten (verfijning).Kan dit onderzoek, nu of in de toekomst, ook zonder proefdieren gebeuren?
Meten hoeveel het kopje van een hagedis beweegt wanneer hij loopt, kan natuurlijk niet zonder een rennende hagedis te filmen. Maar om te begrijpen hoe die bepaalde hagedis zijn kopje stabiliseert, maken we biomechanische computermodellen om het onderliggende mechanisme te bestuderen. Door ons onderzoek hierop te focussen, vervangen we een deel van onze dierproeven door computermodellen.
Frame van een laterale high-speed videoopname (300 beelden/sec) van een (bipedaal) rennende, kleine, lacertide hagedis. Op dergelijke sequenties worden, beeld per beeld, de posities belangrijke anatomische punten (bv. snuit, schouder, pelvis, knie…) gedigitaliseerd om zo de bewegingspatronen te reconstrueren.