Doelstellingen en verwachte voordelen van het project
Beschrijf de doelstellingen van het project (bijvoorbeeld het aanpakken van bepaalde wetenschappelijke onduidelijkheden, of wetenschappelijke of klinische behoeften).
Diabetes mellitus type 2 is een snel groeiend gezondheidsprobleem dat meer dan een miljoen mensen in Nederland treft. Diabetes is een ziekte waarbij het lichaam de bloedsuikerspiegel niet meer in evenwicht kan houden. Onder normale omstandigheden houdt het lichaam de bloedsuikerspiegel binnen veilige grenzen (ook wel glucosehomeostase genoemd), waardoor een constante bloedsuikerspiegel wordt bereikt. Het suikergehalte in het bloed moet voldoende hoog zijn om de cellen van energie te voorzien, maar mag niet te sterk stijgen omdat hoge niveaus giftig kunnen zijn. In patiënten met obesitas met diabetes type 2, condities waarin de bloedsuikerspiegel vaak langdurig hoog is, werkt dit regulatieproces niet meer goed.
De lever (waar suiker wordt opgeslagen) en de alvleesklier (waar hormonen die de suikerspiegel reguleren worden afgegeven) zijn belangrijke organen voor de regulatie van de bloedsuikerspiegel. Ze reageren op het bloedsuikergehalte. Ook de hersenen kunnen op de hoeveelheid suiker in het bloed reageren en zijn dus ook belangrijk voor de regulatie van de bloedsuikerspiegel.
In ons vooronderzoek hebben we gevonden dat hersengebieden betrokken bij het beloningssysteem in de hersenen, naast eetregulatie ook een grote rol spelen bij de regulatie van de bloedsuikerspiegel en dat deze beloningsgebieden communiceren met de lever via het deel van het zenuwstelsel dat niet door de vrije wil beïnvloedbaar is. We willen onderzoeken hoe de verschillende hersengebieden de bloedsuikerspiegel reguleren en hoe deze gebieden onderling communiceren en hoe ze communiceren met de lever en de alvleesklier. Om dit te onderzoeken maken we gebruik van ratten waarbij door aanpassing van een gen het mogelijk is verbindingen van het ene hersengebied naar het andere hersengebied zichtbaar te maken. Vervolgens gaan we in detail kijken of de activiteit van die verbindingen veranderd is tijdens obesitas en het voorstadium van diabetes type 2. Om dit te onderzoeken maken we gebruik van een vet-suikerrijk keuze dieet waarvan we weten dat het leidt tot obesitas met een voorstadium van diabetes type 2. Vervolgens gaan we de activiteit van hersenverbindingen activeren of remmen om specifiek vast te stellen of een verandering in hersenverbinding ook veranderingen geeft in de bloedsuikerspiegel.
Welke potentiële voordelen kan dit project opleveren? Leg uit hoe de wetenschap vooruit kan worden geholpen of mensen, dieren of het milieu uiteindelijk voordeel kunnen hebben bij het project. Maak, waar van toepassing, een onderscheid tussen voordelen op korte termijn (binnen de looptijd van het project) en voordelen op lange termijn (die mogelijk pas worden bereikt nadat het project is afgerond).
Wetenschappelijk belang: Dit project levert naar verwachting nieuwe inzichten op in de betrokkenheid van de hersenen bij het registreren en reageren op veranderingen in de bloedsuikerspiegel.
Sociaal belang: Dit project heeft voor de korte termijn vooral wetenschappelijk belang heeft en de maatschappelijke gevolgen liggen heel ver in de toekomst. Maar de resultaten van het project zijn van belang voor een beter begrip van stofwisselingsaandoeningen die door meerdere factoren worden bepaald, zoals obesitas en type 2-diabetes. We verwachten dat deze aandoeningen voor een deel worden veroorzaakt door een ontregeld vermogen van de hersenen, en met name van de communicatie tussen hersenen en organen elders in het lichaam, om de bloedsuikerspiegel te registreren en te reguleren. We verwachten dat ons onderzoek nieuw licht zal werpen op bijkomende oorzaken van deze stofwisselingsaandoeningen. De nieuwe kennis zal bijdragen aan een beter begrip van de gevolgen van dieetkeuze en levensstijl. De resultaten zullen, op de hele lange termijn, bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe diagnostische middelen en therapieën in het kader van obesitas en type 2-diabetes
Voorspelde schade
In welke procedures worden de dieren gewoonlijk gebruikt (bijvoorbeeld injecties, chirurgische procedures)? Vermeld het aantal en de duur van deze procedures.
Vrijwel alle proeven van het onderzoek vereisen chirurgische ingrepen om hersenverbindingen zichtbaar te kunnen maken of te kunnen veranderen. Operaties gebeuren onder narcose in combinatie met pijnbestrijding, hetgeen tot matig ongerief leidt. Per chirurgische ingreep zijn dieren 1 a 2 uur onder narcose en pijnbestrijding wordt zowel voor als tot 2 dagen na de operatie gegeven. Sommige dieren ondergaan 2 operaties onder narcose en met pijnbestrijding waarbij minimaal 3 weken tussen de eerste en tweede operatie zit zodat de dieren voldoende tijd krijgen om te herstellen van de eerste operatie. De tweede operatie is nodig om stress-vrij bloed af te kunnen nemen of stoffen te kunnen toedienen via de bloedbaan.
De overige handelingen binnen het experiment worden uitgevoerd zonder dat een operatie of narcose noodzakelijk is. Dieren ontvangen een stof via de bloedbaan of er wordt bloed afgenomen (hiervoor wordt een katheter geplaatst zodat dit stress-vrij kan plaatsvinden). Daarnaast is bij vrijwel alle proeven een injectie vereist via een buisje dat in de hersenen is geplaatst. Dit duurt maximaal 5 minuten en vereist het vasthouden van het dier wat kort durende stress kan veroorzaken maar de injectie is pijnloos. Deze procedure wordt maximaal 6 keer per experiment herhaald met minimaal 3 dagen tussen de injecties. Daarnaast krijgen vrijwel alle dieren een dieet aangeboden met keuze uit suikerwater, vetrijk eten en normaal eten gedurende 4 weken.
Wat zijn de verwachte gevolgen/nadelige effecten voor de dieren, bijvoorbeeld pijn, gewichtsverlies, inactiviteit/verminderde mobiliteit, stress, abnormaal gedrag, en wat is de duur van die effecten?
De operaties kunnen tot pijn leiden maar hiervoor wordt pijnbestrijding toegepast. Dit wordt al toegediend voor de operatie start tot 2 dagen na de operatie. De dag na de operatie verwachten we dat dieren 3-5% afgevallen zijn en dat dit binnen enkele dagen herstelt.
Voor het inspuiten van stoffen via een buisje in het brein moeten dieren even vastgehouden worden gedurende 5 minuten, dit kan stress veroorzaken.
Dieren worden individueel gehuisvest, en dus kunnen ze geen sociaal gedrag vertonen, en dit kan stress veroorzaken. Wel kunnen dieren elkaar nog zien, ruiken en horen om de stress te verminderen. Eveneens zal er gezorgd worden voor kooiverrijking. Verder liggen veranderingen van de suikerspiegel die we veroorzaken door onze experimenten binnen normale grenzen en dus verwachten we geen negatieve effecten op gedrag door verandering glucosespiegel
Welke soorten en aantallen dieren zullen naar verwachting worden gebruikt? Wat zijn de verwachte ernstgraden en de aantallen dieren in elke ernstcategorie (per soort)?
Soort:
Totaal aantal
Geraamde aantallen naar ernstgraad
Terminaal
Licht
Matig
Ernstig
Ratten (Rattus norvegicus)
6736
0
0
6736
0
Muizen (Mus musculus)
344
0
0
344
0
Wat gebeurt er met de dieren die aan het einde van de procedure in leven worden gehouden?
Soort:
Geraamd aantal te hergebruiken, in het habitat-/houderijsysteem terug te plaatsen of voor adoptie vrij te geven dieren
Hergebruikt
Teruggeplaatst
Geadopteerd
Geef de redenen voor het geplande lot van de dieren na de procedure.
Alle dieren worden gedood in het kader van of na afloop van de experimenten. De dieren worden gedood onder diepe anesthesie, waarna verscheidene weefsels worden gebruikt voor verder onderzoek in het kader van de doelstelling van het project.
Toepassing van de drie V’s
1. Vervanging
Beschrijf welke diervrije alternatieven op dit gebied voorhanden zijn en waarom zij niet voor het project kunnen worden gebruikt.
Het gaat bij deze experimenten vooral om het bestuderen van de rol van de hersenen in het reguleren van bloedsuikerspiegel en eetgedrag. De hersenen zijn een zeer ingewikkeld orgaan, en de regulatie van de bloedsuikerspiegel door middel van hormonale huishouding zijn zeer ingewikkelde verschijnselen met een sterke samenwerking met andere organen en dit is niet na te bootsen in een celkweek.
Ons onderzoek gebeurt in nauwe samenwerking met artsen (endocrinologen) die onderzoek doen naar stofwisselingsziekten in de mens. Echter, de mogelijkheden om de samenwerking tussen de hersenen en de rest van het lichaam te onderzoeken in mensen zijn beperkt. Zo zijn de mogelijkheden om inwendig onderzoek te doen in mensen zeer beperkt, is het niet mogelijk om stukjes weefsel te nemen van de hersenen tijdens onderzoek, en is het zeer moeilijk om veranderingen in hersenactiviteit in mensen te meten. Vooralsnog kunnen deze ingrepen alleen worden toegepast bij proefdieren
2. Vermindering
Leg uit hoe de aantallen dieren voor dit project zijn bepaald. Beschrijf de stappen die zijn genomen om het aantal te gebruiken dieren te verminderen en de beginselen die zijn gebruikt bij het opzetten van de studies. Beschrijf, waar van toepassing, de praktijken die gedurende het hele project zullen worden toegepast om het aantal dieren die in overeenstemming met de wetenschappelijke doelstellingen werden gebruikt, tot een minimum te beperken. Deze praktijken kunnen bijvoorbeeld bestaan uit proefprojecten, computermodellen, het delen van weefsel en hergebruik.
Voorafgaand aan ieder experiment wordt berekend met statistische (met cijfers onderbouwde) methoden hoeveel dieren er nodig zijn om een betrouwbaar antwoord te krijgen. Dit voorkomt dat we teveel maar ook niet te weinig dieren gebruiken. We baseren de cijfers op uitgebreide kennis van de gebruikte chirurgische en fysiologische technieken.
3. Verfijning
Geef voorbeelden van de specifieke maatregelen (bv. verscherpte monitoring, postoperatieve behandeling, pijnbestrijding, training van dieren) die in verband met de procedures moeten worden genomen om de welzijnskosten (schade) voor de dieren tot een minimum te beperken. Beschrijf de mechanismen om gedurende de looptijd van het project nieuwe verfijningstechnieken in gebruik te nemen.
Pijn wordt beperkt door voor en na de operatie pijnbestrijding te gebruiken. Stress wordt verminderd door de dieren te trainen voor de procedures zoals het vasthouden voor injectie. Er wordt na ingrepen meer gecontroleerd op hoe dieren groeien en eten en wanneer mogelijk ongerief op enig moment van de experimenten toch een vooraf ingesteld punt van ongerief bereikt (zoals bijvoorveeld teveel of onverklaarbaar gewichtsverlies, gedrag van het dier wat pijn of ongerief weergeeft), worden de dieren gedood.
Licht de keuze van de soorten en de bijbehorende levensstadia toe
De experimenten worden met ratten uitgevoerd omdat de kennis met betrekking tot hun gedrag, fysiologie, hormonenleer, hersenfuncties, en anatomie zeer ontwikkeld is. Zodoende kunnen we voortbouwen op de kennis van ontelbare laboratoria. Tevens is de fysiologie met betrekking tot de suikerstofwisseling en het eetgedrag leidend tot zwaarlijvigheid van de rat heel goed te vergelijken met die van de mens. Ook zijn enkele van de operaties die wij gebruiken, bijvoorbeeld om complexe bloedafnames en infusies te kunnen doen waarvoor een katheter in het bloedvat wordt aangebracht, enkel toe te passen in ratten vanwege hun grootte. Muizen worden alleen gebruikt wanneer wel een genetisch model beschikbaar is in de muis maar niet in de rat en het een vraagstelling betreft waar geen complexe gecombineerde operaties voor toegepast hoeven te worden.
De dieren zijn volwassen, dit omdat dit de leeftijd is waarop ernstig overgewicht en diabetes het meest voorkomen.
Voor een beoordeling achteraf geselecteerd project
Project geselecteerd voor BA?
nee
Termijn voor BA
Reden voor de beoordeling achteraf
Bevat ernstige procedures
Maakt gebruik van niet-menselijke primaten
Andere reden
Toelichting van de andere reden voor de beoordeling achteraf
Aanvullende velden
Nationaal veld 1
Veld wordt niet gepubliceerd.
Nationaal veld 2
Veld wordt niet gepubliceerd.
Nationaal veld 3
Veld wordt niet gepubliceerd.
Nationaal veld 4
Veld wordt niet gepubliceerd.
Nationaal veld 5
Veld wordt niet gepubliceerd.
Startdatum project
Veld wordt niet gepubliceerd.
Einddatum project
Veld wordt niet gepubliceerd.
Goedkeuringsdatum project
Veld wordt niet gepubliceerd.
ICD-code 1
Veld wordt niet gepubliceerd.
ICD-code 2
Veld wordt niet gepubliceerd.
ICD-code 3
Veld wordt niet gepubliceerd.
Link naar de eerdere versie van de NTS buiten het EC-systeem