Met 15.000 zijn ze, de zebravissen in de Core Zebrafish Facility Ghent op de site van UZ Gent. Ze worden er in de beste omstandigheden gekoesterd en verzorgd als proefdier door de onderzoekers van het Centrum Medische Genetica. “Maar we doen hier meer dan enkel onderzoek naar genetische aandoeningen”, benadrukt professor Paul Coucke.
In het kort:
- Zebravissen hebben een groot nut als proefmodel vanwege hun genetische overeenkomst met de mens (70%), hun snelle voortplanting en hun snelle ontwikkeling.
- Dankzij zebravissen zijn er medische doorbraken bereikt bij zeldzame ziekten. Ze doen ook steeds vaker dienst in kankeronderzoek.
De Core Zebrafish Facility biedt uitgebreide ondersteuning aan zowel medische als niet-medische onderzoekers. Ook externe onderzoeksgroepen kunnen deze faciliteit gebruiken. Het begon in 2011 met twee rekken met visjes. Ze werden initieel ingezet als proefmodel voor het bindweefsellabo. Samen met Andy Willaert, Core Facility Manager, zette hij de schouders onder de uitbouw van deze core facility (zie kader). Een bezoek aan de Verenigde Staten waar ze de zebravissen als modelorganisme leerden kennen, overtuigde hen van de vele troeven van dit tropische visje.
Vandaag staan er 17 rekken met ongeveer 15.000 zebravissen in het labo en werken ze samen met onderzoeksgroepen van verschillende faculteiten aan de UGent. De zebravissen worden onder meer ingezet bij toxicologische studies, de screening van werkzame stoffen, onderzoek naar genetische aandoeningen, gedragsstudies,...
Grote genetische overeenkomst met de mens
“Maar ze zijn nog te onbekend, heel wat onderzoekers kiezen nog altijd voor muizen als proefmodel. Tot we hen uitleggen hoe veelzijdig onze zebravissen zijn”, bepleit Paul. En tot welke medische doorbraken ze ondertussen al hebben geleid. Voor patiënten met osteogenesis imperfecta, een zeldzame genetische aandoening waardoor je heel broze botten hebt, is het zebravissenonderzoek heel waardevol.
Paul: “Ons Centrum voor Medische Genetica is onder andere gespecialiseerd in bindweefselaandoeningen. Voor heel wat aandoeningen kunnen we studies doen met mensen, maar dat lukt niet als het gaat over zeldzame ziektes omdat die groepen niet groot genoeg zijn voor onderzoek. Daarvoor hebben we vissen gemaakt met mutaties in dezelfde genen als menselijke patiënten. Want een belangrijke troef van de zebravissen is hun genetische overeenkomst met de mens: we delen tot 70 procent van onze genen.”
Er is bijvoorbeeld veel discussie in de medische wereld of zwemmen helpt om de botkwaliteit te verbeteren van patiënten met broze botten (osteogenesis imperfecta). “Daarom hebben we een speciale zwemtunnel ontworpen waarin de vissen met broze botten tegen de stroom in moeten zwemmen om hun spieren en skelet te oefenen. Er lopen enkele experimenten om te zien of deze trainingen helpen,” aldus Andy.
De meest recente studie zou zelfs kunnen leiden naar een behandeling voor bindweefselaandoeningen. Paul: “We weten dat de genetische mutatie van deze aandoening in het collageen zit. Tegelijk zien we dat in één gezin de ene broer een milde vorm heeft, terwijl een andere broer in de rolstoel zit. Er moet dus meer aan de hand zijn dan die ene mutatie. Om het gen te vinden dat dat verschil verklaart, hebben we veel proefpersonen nodig.”
“Daarvoor is het een groot voordeel dat we over veel zebravissen beschikken. Zo hebben we net een paper gepubliceerd waarin we een modifier (een genetische factor die de ernst van een aandoening kan beïnvloeden) gevonden hebben die vissen met een milde vorm hebben, maar vissen met een ernstigere aandoening niet”, aldus Andy.
"Heel wat onderzoekers kiezen nog altijd voor muizen als proefmodel. Tot we hen uitleggen hoe veelzijdig onze zebravissen zijn”, zegt Paul Coucke (links).
De vele troeven van de zebravis
Niet alleen de grote genetische match tussen zebravis en mens is een voordeel. Een ander voordeel zijn de vele embryo's na een enkele paring. Andy: “Van één koppel zebravissen heb je snel 100 à 200 eitjes. Dat is voldoende om een experiment mee op te zetten.”
Ook hun snelle ontwikkeling is een troef. Andy: “Vooral de eerste dagen gaat het supersnel. Binnen de drie dagen heb je een volledig visje met functionerende organen. Op drie maanden zijn ze volwassen en kunnen we ze kruisen.” De mutaties worden met een heel fijne injectienaald via de CRISPR-Cas methodiek aangebracht bij de embryo’s, binnen het uur dat het eitje is gelegd. De zebravislarven kunnen na 48 uur al onderzocht worden. Andy: “Omdat ze zo klein zijn hoeven we bij drugscreens of toxiciteitsstudies er niet veel compound – de stof die we willen testen – aan toe te voegen. En dat is goed, want die compounds kosten wel wat. Zebravissen zijn daarom ook een zeer rendabel model voor onderzoek.”
De zebravis als avatar
Ook kankeronderzoekers gebruiken meer en meer zebravissen als model. Voor borstkanker onder andere, omdat veel van de genen waarin mutaties aanwezig zijn bij patiënten ook bij de zebravis aanwezig zijn. Maar nog wonderlijker is de zogenaamde xenografting: “Dan wordt de zebravis een avatar van de patiënt, omdat we bij de larven een klein stukje tumorweefsel van die patiënt kunnen inplanten. Daarna testen we verschillende medicijnen om te zien welke de tumor kleiner maakt. Na die testen kunnen we adviseren welke behandeling het beste zal werken voor de patiënt.”
"Omdat zebravissen zo klein zijn hoeven we bij drugscreens of toxiciteitsstudies er niet veel compound – de stof die we willen testen – aan toe te voegen."
Gedragsonderzoek
De larven en de volwassen vissen worden ook gebruikt voor gedragsexperimenten. “Vooral bij onderzoek naar neurogenetische aandoeningen, zoals epilepsie”, verduidelijkt Andy. “Op camera leggen we vast hoe de larven bewegen en hoezeer dat afwijkt van hun natuurlijke gedrag. Zwemmen ze sneller of trager, zijn ze angstiger, blijven ze in groep,…” Paul: “Een collega doet nu een pijnstudie met vissen die een bepaalde bindweefselziekte hebben. Als ze naar rechts zwemmen in de tank, krijgen ze eten. Zwemmen ze naar links, dan krijgen ze een pijnstiller. Hoe meer pijn ze hebben, hoe sneller ze naar links zwemmen. Dan voegen we een stof toe die de pijn kan verminderen. Afhankelijk van hun keuze: voedsel of pijnstiller, zien we meteen of die stof een effect heeft op de pijn.”
De diensten van de Core Zebrafish Facility
Onderzoekers die interesse hebben om te werken met zebravissen, maar niet weten hoe ze dat het beste aanpakken, worden ondersteund door Andy en laborant Hanna De Saffel. Hanna zorgt voor de technische ondersteuning bij het uitvoeren van experimenten in de core facility. Hanna: “We kunnen de onderzoekers een opleiding geven waardoor ze zelfstandig een experiment kunnen uitvoeren en kweken doen. Daarnaast bieden wij allerlei diensten aan, waarbij wij alles opzetten en opvolgen in opdracht van de onderzoekers. We bieden volledige projecten op maat aan voor gebruikers die niet genoeg kennis hebben.”
Wat is een core facility?
Een core facility is een gespecialiseerde onderzoeksfaciliteit die geavanceerde onderzoeksinfrastructuur, technologieën, expertise en diensten aanbiedt. De Core Zebrafish Facility Ghent stelt zebravissen ter beschikking als modelorganisme voor allerlei aandoeningen bij de mens, toxicologische studies, screening van biologische compounds en fundamenteel onderzoek van biologische mechanismen. Het is een van de 26 core facilities aan de UGent.
Lees ook
Hoe wetenschap ons kan helpen om muggen weg te houden
Ben je die jeukende muggenbeten ook beu? UGent-onderzoekers bestrijden muggen met wetenschap, en werken aan een product dat muggen verjaagt met bacteriën.
Zo vermijd je parasieten op reis
Vakantie! Je kijkt al uit naar al de heerlijke dingen die je gaat eten op reis, maar wacht … Kan je zomaar om het even wat eten? “Er zijn toch een aantal voedingswaren waar je wat voorzichtig mee moet zijn.” Professor Sarah Gabriël vertelt ons hoe je kan vermijden dat je parasieten terug mee naar huis neemt.
Revolutie in de plastische chirurgie: menselijk weefsel rolt uit de printer
Nieuwe stukjes bot, spier, huid of vet maken met een 3D-printer om letsels te genezen. Klinkt futuristisch? Vandaag worden de eerste stappen al gezet! We spraken met plastisch chirurg en professor Phillip Blondeel over zijn onderzoek naar tissue engineering.
De meeste huidkankers kan je vermijden: bescherm je tegen UV met deze 4 tips
Zon en vakantie staan voor velen garant voor een gebruinde huid. Maar we moeten ons idee over bruinen bijstellen volgens dermatologen Lieve Brochez en Isabelle Hoorens. Ons gedrag ten aanzien van zon en UV zal de komende jaren voor alsmaar meer gevallen van huidkanker zorgen.
