Samenvatting Laboratory animal sciences
EXAMEN CVG: over elk topic stelt ze 4 vragen: definitie, beslissing nemen (vb. is deze welfare
assessement sheet goed en waarom OF dit is een protocol, maar weet niet welk
anestheticum ik moet gebruiken, kan je me helpen en waarom) → MAAR: geen vragen als
wat is de rol van angiogenese in wondheling
Opm. overal waar er hier ‘prey’ of ‘roof’ wordt gebruikt moet het eigenlijk ‘prooi’ zijn
Animal Models: Definition & Models – P.P. De Deyn
Introductie
• Veel gebruikte modellen in medisch en biologisch onderzoek:
o Menselijke vrijwilligers → mensen worden het vaakst gebruikt: worden
continu gebruikt als animal model
o Laboratorium dieren zoals knaagdieren (muis, rat, cavia, hamsters) en
konijnen (is geen knaagdier) → muizen worden vaakst gebruikt
o Organen, weefsels, embryo’s,…
o Bacteriën, fungi,…
o Computer programma’s: simulaties op PC worden dus ook vaak gebruikt →
zoals bv. Voor Morris Water Maze of vb. communicatie tussen neuronen
• Opmerking: bij onderzoek → afhankelijk van wat soort onderzoek je doet en wat het
doel is (inzicht verkrijgen in therapeutisch effect, fysiologie bestuderen,…), moet je
een bepaald target species in gedachten hebben → meestal zijn dit mensen, soms
huisdieren,…
• Onderzoeksvragen moeten opgelost worden op de eenvoudigste manier → om te
bepalen welke model of experimenteel materiaal gebruikt moet worden, moeten
verschillende overwegingen gemaakt worden:
o Legale overwegingen
o Wetenschappelijke overwegingen
o Ethische overwegingen
o Target species (vb. mens) moet gedefinieerd worden
o Hierbij komen ook de 3 R’s kijken: reduction (verminderen van
dierexperimenten), refinement and replacement → deze zijn zeer belangrijk
o Opm. deze overwegingen komen in de volgende lessen nog uitgebreid terug
Gebruik van experimentele dieren: dieren kunnen gebruikt worden op
verschillende levels
1. Leveranciers van biologische producten
• Antilichamen zoals lama AL
• Hormonen zoals drachtige merrie serum gonadotropin
, • Konijnen die gebruikt worden om producten te maken voor bijvoorbeeld enzym-
vervanging
• …
2. Bestuderen van biologische responsen
• Bestuderen van farmacologie van bepaalde substanties: farmacokinetiek,
farmacodynamiek, toxiciteit,…
• Bestuderen van veiligheid en efficiëntie van vaccinaties: immunogenicteit kan
bijvoorbeeld getest worden
• Bestuderen van biologische responsen in antwoord op implantatie van vreemde
lichamen zoals hartkleppen, stents,…
• Bestuderen van die responsen in microbiologie
• → dieren worden gebruikt als meet- of biologisch instrument
• → ondubbelzinnige responsen om verschillende zaken te stimuleren:
o Sensitiviteit
o Observeerbaarheid
o Specificiteit
o Extrapolatie naar target species
▪ Extrapolatie = voorspellingen vanuit een bepaalde context,
subpopulatie, species naar een andere context, subpopulatie, species
▪ Voorbeelden:
✓ Je weet wat er gebeurt als je een bepaald product aan muis
geeft en die kennis gebruik je dan om te voorspellen wat er in
de mens of hond gaat gebeuren
✓ Onderzoek naar AD met 40-45 jarigen mannelijke
Antwerpenaren → bevindingen moet je dan proberen
extrapoleren naar vb. 75-jarige vrouwen in New York
▪ Is risicovol → vb. product is 100% veilig in muis → extrapoleren naar
mens: gaat misschien dood binnen de 15 mintuten na toediening →
dus dat is een probleem → DUS: extrapolatie moet op een
voorzichtige manier uitgevoerd worden
▪ Extrapoleren is een intellectuele uitdaging die hoog nodig is en
verplicht is
✓ Extrapolatie is dus zeer belangrijk in de wetenschap
3. Bestuderen van biologische processen
• Doel: beter begrijpen van (patho)fysiologische van etiologische processen, zoals:
o Ontwikkeling en groei van organen )→ diermodellen worden hiervoor zeker
gebruikt
o Circulatie, respiratie, urineproductie
o Immunologische responsen
o Gedrag
o Meer specifieke pathofysiologische processen kunnen bekeken worden:
▪ Dementie,
, ▪ Diabetes
▪ Genetische abnormaliteiten zoals Fragile X syndroom,…
▪ …
• Ook hier moeten we goed in het achterhoofd houden dat het mogelijk is om de
bevindingen te extrapoleren
4. Verbetering van het dierenwelzijn
• Gezondheid
• Welzijn
• Huisvestiging en omgeving → vb. muizen die opgroeien in verrijkte omgeving zoals
veel sociale interactie, veel speeltjes,… zullen cognitief beter ontwikkelen (cortex zal
dikker worden)
• Vb. verbeteren van nieuwe techniek voor intraperitoneale injecties in muizen
• → Biomedisch onderzoek heeft als doel: verbeteren van zowel humane als dierlijke
geneeskunde en welzijn
Types van diermodellen
Definitie diermodel
• = een model waarin de biologie of het gedrag kan worden bestudeerd, of waarin
spontane of geïnduceerde pathologische processen kunnen worden onderzocht, en
waarin de fenomenen minimaal lijken op één aspect van die bij mensen of andere
soorten
o In een gereduceerd model zoals bv. Neuron-cultuur kan je niet alles testen →
je kan bij toevoegen van epileptisch agens wel het vuren van de neuronen
zien, maar de epileptische aanvallen op zich zal je niet zien → hiervoor heb je
het organisme volledig nodig → vandaar worden diermodellen gebruikt
• Omvat normatieve biologie of gedrag van de dieren
• Omvat geen pathofysiologische processen <-> de meeste diermodellen worden
gebruikt om oorzaak, aard en behandeling van bepaalde ziekten te onderzoeken
• Houd rekening met de geldigheid van het diermodel: representeert het model echt
de target ziekte die je wilt bestuderen, in hoeverre zijn de bevindingen relevant voor
de conditie die je wilt bestuderen
Types diermodellen
• Induced animal models:
o Hierbij is er een experimentele inductie van een ziekte (door de onderzoeker)
o Doel: vergelijkbaarheid verkrijgen met betrekking tot symptomen of etiologie
o Hoe kan de inductie gebeuren:
▪ Toediening / intrekking (na stoppen met toedienen van een product
ontwikkeld dier bv. Angst en is het dus een withdrawal model) van
biologisch actieve stoffen, b.v. infectieuze agentia, epileptische
agentia
✓ Opm. kan ook diet-induced zijn: door dieren dus bepaald eten
te geven zoals western diet waardoor ze meer vet krijgen
, ▪ Fysieke stimuli, b.v. lokale hitte of koude, illuminatie
✓ Vb. model waarbij er een hoofdtrauma is door hitte
✓ Vb. roos bengaal toedienen aan rat via staartvene → dan
blootstellen aan intense illuminatie van vb. stukjes nier, cortex
van hersenen → illuminatie interageert met roos bengaal → zo
lokale lesies veroorzaakt
▪ Chirurgische ingrepen, b.v. arteriële ligatie (om zo regeneratie te
bestuderen), hersenletsel, ...
▪ Genetische manipulaties → vooral KO en KI modellen (voor bv. AD)
▪ Fysieke omgeving van muis veranderen: plastieke kooi,… = induced
model → heeft minder spieren en meer vet (muis is dus minder
actief), maar er verandert niets aan de intelligentie en cognitie
• Spontaneous animals models:
o Dit zijn natuurlijk voorkomende genetische varianten (zonder dat je iets moet
doen)
o Selectief fokken is vaak nodig om de mutantlijn te behouden
o 2 mogelijkheden:
▪ Inbred lines: genetisch uniform
▪ Outbred lines: heterogeen
o Vb. audiogene epilepsie bij knaagdieren, hartziekte bij honden die spontaan
ontstaat, senescentie versnelde muizen (SAMP8) → ontstaan allemaal
spontaan (zonder toedieningen van bepaalde zaken,… gewoon in de natuur
voorkomend)
• Negative animal models:
o Hierbij is er geen ontwikkeling van bepaalde ziekten → vb. gonokokkenziekte
bij konijnen (komt niet voor bij hen)
o Zijn ongevoelig voor bepaalde medicijnen → reden: verschillen in
metabolisme → vb. toedienen van agens in cultuurplaat met bacteriën kan
het geen effect hebben, maar als je eerst dier innoculeert met bacteriën en
daarna agens toedient kan het wel effect hebben (beschermend effect) door
verschil in metabolisme
o Vaak gebruikt om mechanismen van ziekteresistentie te bestuderen
o Andere voorbeelden:
▪ HIV+ Afrikaanse prostitués die geen AIDS ontwikkelen omdat ze een
beschermend EW hebben → als je weet wat het onderliggende
mechanisme is, kan je dit gebruiken om ziekten te behandelen
▪ 20% van de mensen met downsyndroom ontwikkelen geen AD op
45/50-jarige leeftijd (80% doet dat wel), ook al zien hun hersenen er
wel hetzelfde uit als iemand met vergevorderd stadium van AD → dat
is een negatieve subpopulatie/model
• Orphan animal models:
o Hierbij zijn er condities die optreden in diermodellen, maar geen equivalent
hebben in mensen of andere target species
o Voorbeelden:
EXAMEN CVG: over elk topic stelt ze 4 vragen: definitie, beslissing nemen (vb. is deze welfare
assessement sheet goed en waarom OF dit is een protocol, maar weet niet welk
anestheticum ik moet gebruiken, kan je me helpen en waarom) → MAAR: geen vragen als
wat is de rol van angiogenese in wondheling
Opm. overal waar er hier ‘prey’ of ‘roof’ wordt gebruikt moet het eigenlijk ‘prooi’ zijn
Animal Models: Definition & Models – P.P. De Deyn
Introductie
• Veel gebruikte modellen in medisch en biologisch onderzoek:
o Menselijke vrijwilligers → mensen worden het vaakst gebruikt: worden
continu gebruikt als animal model
o Laboratorium dieren zoals knaagdieren (muis, rat, cavia, hamsters) en
konijnen (is geen knaagdier) → muizen worden vaakst gebruikt
o Organen, weefsels, embryo’s,…
o Bacteriën, fungi,…
o Computer programma’s: simulaties op PC worden dus ook vaak gebruikt →
zoals bv. Voor Morris Water Maze of vb. communicatie tussen neuronen
• Opmerking: bij onderzoek → afhankelijk van wat soort onderzoek je doet en wat het
doel is (inzicht verkrijgen in therapeutisch effect, fysiologie bestuderen,…), moet je
een bepaald target species in gedachten hebben → meestal zijn dit mensen, soms
huisdieren,…
• Onderzoeksvragen moeten opgelost worden op de eenvoudigste manier → om te
bepalen welke model of experimenteel materiaal gebruikt moet worden, moeten
verschillende overwegingen gemaakt worden:
o Legale overwegingen
o Wetenschappelijke overwegingen
o Ethische overwegingen
o Target species (vb. mens) moet gedefinieerd worden
o Hierbij komen ook de 3 R’s kijken: reduction (verminderen van
dierexperimenten), refinement and replacement → deze zijn zeer belangrijk
o Opm. deze overwegingen komen in de volgende lessen nog uitgebreid terug
Gebruik van experimentele dieren: dieren kunnen gebruikt worden op
verschillende levels
1. Leveranciers van biologische producten
• Antilichamen zoals lama AL
• Hormonen zoals drachtige merrie serum gonadotropin
, • Konijnen die gebruikt worden om producten te maken voor bijvoorbeeld enzym-
vervanging
• …
2. Bestuderen van biologische responsen
• Bestuderen van farmacologie van bepaalde substanties: farmacokinetiek,
farmacodynamiek, toxiciteit,…
• Bestuderen van veiligheid en efficiëntie van vaccinaties: immunogenicteit kan
bijvoorbeeld getest worden
• Bestuderen van biologische responsen in antwoord op implantatie van vreemde
lichamen zoals hartkleppen, stents,…
• Bestuderen van die responsen in microbiologie
• → dieren worden gebruikt als meet- of biologisch instrument
• → ondubbelzinnige responsen om verschillende zaken te stimuleren:
o Sensitiviteit
o Observeerbaarheid
o Specificiteit
o Extrapolatie naar target species
▪ Extrapolatie = voorspellingen vanuit een bepaalde context,
subpopulatie, species naar een andere context, subpopulatie, species
▪ Voorbeelden:
✓ Je weet wat er gebeurt als je een bepaald product aan muis
geeft en die kennis gebruik je dan om te voorspellen wat er in
de mens of hond gaat gebeuren
✓ Onderzoek naar AD met 40-45 jarigen mannelijke
Antwerpenaren → bevindingen moet je dan proberen
extrapoleren naar vb. 75-jarige vrouwen in New York
▪ Is risicovol → vb. product is 100% veilig in muis → extrapoleren naar
mens: gaat misschien dood binnen de 15 mintuten na toediening →
dus dat is een probleem → DUS: extrapolatie moet op een
voorzichtige manier uitgevoerd worden
▪ Extrapoleren is een intellectuele uitdaging die hoog nodig is en
verplicht is
✓ Extrapolatie is dus zeer belangrijk in de wetenschap
3. Bestuderen van biologische processen
• Doel: beter begrijpen van (patho)fysiologische van etiologische processen, zoals:
o Ontwikkeling en groei van organen )→ diermodellen worden hiervoor zeker
gebruikt
o Circulatie, respiratie, urineproductie
o Immunologische responsen
o Gedrag
o Meer specifieke pathofysiologische processen kunnen bekeken worden:
▪ Dementie,
, ▪ Diabetes
▪ Genetische abnormaliteiten zoals Fragile X syndroom,…
▪ …
• Ook hier moeten we goed in het achterhoofd houden dat het mogelijk is om de
bevindingen te extrapoleren
4. Verbetering van het dierenwelzijn
• Gezondheid
• Welzijn
• Huisvestiging en omgeving → vb. muizen die opgroeien in verrijkte omgeving zoals
veel sociale interactie, veel speeltjes,… zullen cognitief beter ontwikkelen (cortex zal
dikker worden)
• Vb. verbeteren van nieuwe techniek voor intraperitoneale injecties in muizen
• → Biomedisch onderzoek heeft als doel: verbeteren van zowel humane als dierlijke
geneeskunde en welzijn
Types van diermodellen
Definitie diermodel
• = een model waarin de biologie of het gedrag kan worden bestudeerd, of waarin
spontane of geïnduceerde pathologische processen kunnen worden onderzocht, en
waarin de fenomenen minimaal lijken op één aspect van die bij mensen of andere
soorten
o In een gereduceerd model zoals bv. Neuron-cultuur kan je niet alles testen →
je kan bij toevoegen van epileptisch agens wel het vuren van de neuronen
zien, maar de epileptische aanvallen op zich zal je niet zien → hiervoor heb je
het organisme volledig nodig → vandaar worden diermodellen gebruikt
• Omvat normatieve biologie of gedrag van de dieren
• Omvat geen pathofysiologische processen <-> de meeste diermodellen worden
gebruikt om oorzaak, aard en behandeling van bepaalde ziekten te onderzoeken
• Houd rekening met de geldigheid van het diermodel: representeert het model echt
de target ziekte die je wilt bestuderen, in hoeverre zijn de bevindingen relevant voor
de conditie die je wilt bestuderen
Types diermodellen
• Induced animal models:
o Hierbij is er een experimentele inductie van een ziekte (door de onderzoeker)
o Doel: vergelijkbaarheid verkrijgen met betrekking tot symptomen of etiologie
o Hoe kan de inductie gebeuren:
▪ Toediening / intrekking (na stoppen met toedienen van een product
ontwikkeld dier bv. Angst en is het dus een withdrawal model) van
biologisch actieve stoffen, b.v. infectieuze agentia, epileptische
agentia
✓ Opm. kan ook diet-induced zijn: door dieren dus bepaald eten
te geven zoals western diet waardoor ze meer vet krijgen
, ▪ Fysieke stimuli, b.v. lokale hitte of koude, illuminatie
✓ Vb. model waarbij er een hoofdtrauma is door hitte
✓ Vb. roos bengaal toedienen aan rat via staartvene → dan
blootstellen aan intense illuminatie van vb. stukjes nier, cortex
van hersenen → illuminatie interageert met roos bengaal → zo
lokale lesies veroorzaakt
▪ Chirurgische ingrepen, b.v. arteriële ligatie (om zo regeneratie te
bestuderen), hersenletsel, ...
▪ Genetische manipulaties → vooral KO en KI modellen (voor bv. AD)
▪ Fysieke omgeving van muis veranderen: plastieke kooi,… = induced
model → heeft minder spieren en meer vet (muis is dus minder
actief), maar er verandert niets aan de intelligentie en cognitie
• Spontaneous animals models:
o Dit zijn natuurlijk voorkomende genetische varianten (zonder dat je iets moet
doen)
o Selectief fokken is vaak nodig om de mutantlijn te behouden
o 2 mogelijkheden:
▪ Inbred lines: genetisch uniform
▪ Outbred lines: heterogeen
o Vb. audiogene epilepsie bij knaagdieren, hartziekte bij honden die spontaan
ontstaat, senescentie versnelde muizen (SAMP8) → ontstaan allemaal
spontaan (zonder toedieningen van bepaalde zaken,… gewoon in de natuur
voorkomend)
• Negative animal models:
o Hierbij is er geen ontwikkeling van bepaalde ziekten → vb. gonokokkenziekte
bij konijnen (komt niet voor bij hen)
o Zijn ongevoelig voor bepaalde medicijnen → reden: verschillen in
metabolisme → vb. toedienen van agens in cultuurplaat met bacteriën kan
het geen effect hebben, maar als je eerst dier innoculeert met bacteriën en
daarna agens toedient kan het wel effect hebben (beschermend effect) door
verschil in metabolisme
o Vaak gebruikt om mechanismen van ziekteresistentie te bestuderen
o Andere voorbeelden:
▪ HIV+ Afrikaanse prostitués die geen AIDS ontwikkelen omdat ze een
beschermend EW hebben → als je weet wat het onderliggende
mechanisme is, kan je dit gebruiken om ziekten te behandelen
▪ 20% van de mensen met downsyndroom ontwikkelen geen AD op
45/50-jarige leeftijd (80% doet dat wel), ook al zien hun hersenen er
wel hetzelfde uit als iemand met vergevorderd stadium van AD → dat
is een negatieve subpopulatie/model
• Orphan animal models:
o Hierbij zijn er condities die optreden in diermodellen, maar geen equivalent
hebben in mensen of andere target species
o Voorbeelden:
