Kwaliteitsvolle medische beeldvorming bij kleine proefdieren

Flore Stappers
Bij het stellen van een klinische diagnose is een goede beeldkwaliteit bij een scan essentieel. Preklinische in vivo imaging wordt vaak in de medische wereld gebruikt, zoals bij onderzoek naar kanker, hart- en vaatziekten, orthopedie … Door een correcte monitoring van de proefdieren zijn de bekomen resultaten betrouwbaar en bruikbaar.

Een proefdier onder de scanner, wat nu!?

Ken je het onaangename gevoel wanneer je onder de scanner ligt? Duizenden gedachten razen door je heen, allerlei vragen komen in je op, … Of heb je al eens afgevraagd hoe en wat het proces van je eigen onderzoek bevordert? Het is alom bekend dat testen op proefdieren verafschuwd worden maar wat als het verloop van uw medische beeldvorming eigenlijk voorafgaand getest worden via kleine proefdieren? Zijn we dan nog steeds argwanend ten opzichte van kleine proefdieren?

Binnen deze scriptie wordt gekeken met welke aandachtspunten men rekening moet houden vooraleer er kan gesproken worden van kwaliteitsvolle beeldvorming. Er wordt met andere woorden getracht een antwoord te formuleren op de vraag: Welke parameters hebben een invloed op de beeldkwaliteit?

image 347

Figuur 1: een rat in de MRI-scanner geschoven

Lichaam in beeld

De vraag om stil te blijven liggen tijdens een scan of onderzoek, komt bij iedere patiënt aan bod. Hoe verloopt dit bij kleine proefdieren? Deze kunnen we namelijk niet vragen om stil te blijven liggen. Om dierproeven met medische beeldvorming op een veilige en verantwoordelijke manier uit te voeren, wordt er dus steeds voor anesthesie gekozen. Echter veroorzaken sommige verdovingsmiddelen hyperglycemie wat een te hoog suikergehalte in het bloed betekent. Voor het welzijn van de dieren is het dus van belang om verschillende verdovingsmiddelen met elkaar te vergelijken. Er moet gekozen worden voor een verdovingsmiddel waar de positieve kenmerken winnen van de negatieve. Daarnaast is het ook van belang de periode van anesthesie zo beperkt mogelijk te houden. Dit vormt meteen een eerste aandachtspunt waarmee rekening moet gehouden worden om kwaliteitsvolle beeldvorming te bekomen.

image 346

Figuur 2: PET-scan van een muis (links): verwijzing naar condities die niet werden gemonitord: niet gevast, onverwarmd, geen anesthesie. CT-scan van een muis (rechts) 

Een radioactieve stof heeft een voorliefde voor glucose wat verkeerde resultaten met zich kan meebrengen. Net zoals de mens hebben kleine proefdieren nood aan glucose om hun energetische behoeften te voeden. Uit onderzoek blijkt dat wanneer kleine proefdieren zich ‘s nachts blijven voeden dit zorgt voor overtollige calorierijke inname wat vervolgens wordt omgezet in warmte. Echter wanneer kleine proefdieren nuchter blijven, daalt hun warmteproductie. Dit zorgt voor een drievoudige verhoging van de aantrekkingskracht tussen de tumor en de radioactieve stof! Ook hier kunnen we terugkoppelen naar de humane geneeskunde waar de patiënt nuchter moet blijven vooraleer een scan met radioactiviteit te ondergaan. Het nuchter blijven is een tweede parameter om aan goede medische beeldvorming te doen.

De prik!

Vooraleer een persoon onder de scanner gaat, wordt er meestal een deken over het lichaam gelegd. Ooit al eens afgevraagd waarom ze dit doen? Het meest logische antwoord zou zijn om de koude af te weren? Klopt! Dit werd trouwens overgenomen uit onderzoeken bij proefdieren! Controle van de lichaamstemperatuur bij muizen en ratten blijkt namelijk van uiterste belang aangezien deze heel snel kan dalen door contact met koude vloeistoffen of de tafel. Om de ernst van onderkoeling te onderdrukken, wordt er daarom gebruik gemaakt van een verwarmde plaat of een warmwaterbed. Zo komen we tot een derde aandachtspunt. Het is van belang om tijdens het toedienen van een speurstof en gedurende de periode tussen het toedienen en de start van de beeldvorming het dier warm te houden.

Radioactief?

Om cellen te lokaliseren wordt er een radioactieve stof in je lichaam geïnjecteerd. Uit onderzoek met kleine proefdieren is gebleken dat onderkoeling een negatieve werking heeft op die radioactieve stof. Net als ons lichaam het koud heeft zullen de spieren beginnen te trillen om extra warmte te generen Bij kleine proefdieren is dit exact hetzelfde: spieren beginnen te trillen om warmte te produceren met als gevolg dat het lichaam glucose aangemaakt. Zoals eerder aangehaald heeft een radioactieve stof een liefdesrelatie met glucose, op die manier wordt de radioactieve stof aangetrokken op ongewenste plaatsen en krijgen we vals-positieve beelden. Anders gezegd, dan zou u een resultaat krijgen dat bijvoorbeeld kanker aantoont terwijl dit niet het geval is. Een ander nadeel van radioactieve stof is natuurlijk het milieuschadelijk effect. Men streeft naar een zo’n laag mogelijke dosis radioactieve stof daar dit zorgt voor een lager blootstellingspercentage als voor lagere aankoop- en verwijderingskosten. Dit vierde aandachtspunt is perfect terug te koppelen naar de humane geneeskunde. Ik denk dat u zelf ook niet graag een hoge dosis radioactieve stof in je lichaam wilt dragen.

Injectieroute

Heb je je ooit al eens afgevraagd waarom de radioactieve stof in uw bloed wordt geïnjecteerd en niet bijvoorbeeld dicht bij de plaats waar vermoedelijk kanker of een ontsteking plaatsvindt? In de kleine proefdierwereld is ontdekt dat het geïnjecteerde speurmiddel een storende werking kan hebben op de geïnteresseerde regio’s, bijvoorbeeld een tumor. Intra peritoneale injectie, of ook wel gekend als een injectie in de buikholte vormt net als een onderhuidse injectie een retentie ter hoogte van de injectieplaats. Een fenomeen dat ook wel gekend is als het ‘vasthouden’ van de radioactieve stof op de injectieplaats. In het verzamelen van kwaliteitsvolle medische beeldvorming is het belangrijk om vals-positieve resultaten zoveel mogelijk te vermijden. Dit betekent dat de interferentie tussen het ongewenste speurmiddelretentie en het gewenste target, de tumor, zo miniem mogelijk moet blijven. De beste kwaliteit van, bijvoorbeeld, een PET-scan wordt met een intraveneuze injectie van het speurmiddel bekomen. De bloedsomloop laat een snelle verspreiding van de speurmiddel toe zonder retentie veroorzaakt door injectie. Als vijfde aandachtspunt kunnen we dus aanhalen dat de effecten van de injectieroute goed moeten afgewogen worden.

image 348

Figuur 3: Een intraveneuze injectie bij een muis gebeurt via de staart

Kwaliteit overschrijdt!

Er kan geconcludeerd worden dat medische beeldvorming zoveel meer is dan gewoonweg verdoven en scannen. Om kwaliteitsvolle medische beeldvorming te bekomen, dient men met verschillende aandachtspunten rekening te houden. Wanneer je een oordeel klaar hebt over proefdieren, denk dan aan de humane geneeskunde die op de dag van vandaag zoveel sterker staat dan pakweg 10 jaar geleden Dit enkel en alleen maar door behulp van kleine proefdieren!

Bibliografie

Bamberg E., Palme R., Meingassner J.G. (2001). Excretion of corticosteroid metabolites in urine and faeces of rats. Laboratory Animals Ltd. Laboratory Animals 35, 307-314.

 

Coenen N. (2011). Kooiverrijking. [masterproef]. Gent, Universiteit facultiteit Diergeneeskunde

 

Delvaeye T. (2019). Formulier voor de ethische evaluatie van dierproeven. Ethische Commissie Dossier.

 

Farm Animal Welfare Council (2011). Five Freedoms. Geraadpleegd op 15 april 2019 via http://www.fawc.org.uk/freedoms.htm

 

Fueger B., Czernin J., Hildebrandt I., Tran C., Halpern B., Stout D., Phelps M. and Wolfgang A. (2006). Impact of animal handling on the results of 18F-FDG PET studies in mice. The journal of nuclear medicine.

 

Himss-Hagen J. (1984). Thermogenesis in brown adipose tissue as an energy buffer: implications for obesity. Journal of Nulcear Medicine.

 

Hetts S., Clark J.D., Calpin J.P., Arnold C.E., Mateo J.M. (1992). Influence of housing conditions on beagle behaviour. Applied Animal Behaviour Science 34, p. 137-155.

 

Hutchinson E., Avery A., VandeWoude S. (2005). Environmental enrichment for laboratory rodents. ILAR Journal 46 (2), 148-161.

 

Innovative Molecular – Imaging and Therapy (2016). Geraadpleegd via http://imitghent.be/index.html op 10 oktober 2018

 

Jennings M., Batchelor G.R., Brain P.F., Dick A., Francis R.J., Hubrecht R.C., Hurst J.L., Morton D.B., Peters A.G., Raymond R., Sales G.D., Sherwin C.M., West C. (1998). Refining rodent husbandry: the mouse. Laboratory Animals 32, 233-259.

 

Lee KH et al. (2005). Effects of anesthetic agents and fasting duration on 18F-FDG biodistribution and insulin levels in tumor-bearing mice. Journal of Nuclear Medicine.

 

MEDISIP. (z.j.). INFINITY Lab. Geraadpleegd op 17 mei 2019 via http://medisip.ugent.be/

 

Mekkes J. (2017). Hechtingen. Geraadpleegd op 16 april 2019 via https://www.huidziekten.nl/zakboek/dermatosen/htxt/hechtingen.htm

 

Mendl M., Burman O.H.P., Parker R.M.A., Paul E.S. (2009). Cognitive bias as an indicator of animal emotion and welfare: Emerging evidence and underlying mechanisms. Applied Animal Behaviour Science 118, p. 161–181.

 

Mormède P., Andanson S., Aupérin B., Beerda B., Guémené D., Malmkvist J., Manteca X., Manteuffel G., Prunet P., van Reenen C.G., Richard S., Veissier I. (2007). Exploration of the hypothalamic-pituitary-adrenal function as a tool to evaluate animal welfare. Physiology & Behavior 92, p. 317-339.

 

Muylaert A., (2017). Dierenartsassistentietechnieken: Medische beeldvorming. [cursus]. Roeselare: VIVES Agro- en biotechnologie afdeling Dierenzorg

 

Pauwelyn G. (2014). Het effect van één en meerdere intermittente theta burst stimulatie sessies op de beschikbaarheid van de serotonine transporter in de hersenen bij mannelijke wistar ratten. [masterproef]. Gent, Universiteit faculteit Farmaceutische wetenschappen

 

Pihl L., Hau J. (2003). Faecal corticosterone and immunoglobulin A in young adult rats. Laboratory Animals Ltd. Laboratory Animals 37, 166-171.

 

Tseng J-C., Kelada O., Peterson J. (2017). PET 101: Best Practices for Preclinical 18F-FDG PET Imaging. PerkinElmer.

 

Van Wiele P. (2018). Proefdierkunde [cursus]. Roeselare: VIVES Agro- en biotechnologie afdeling Dierenzorg

 

Verhoeven J. (2018). Formulier voor de ethische evaluatie van dierproeven. Ethische Commissie Dossier.

 

Vermeulen S. (2012). Moleculaire en functionele beeldvorming met Magnetische Resonantie Beeldvorming (MRI). [masterproef]. Gent, Universiteit faculteit Geneeskunde en Gezondheidswetenschappen

Universiteit of Hogeschool
Agro-en Biotechnologie - Dierenzorg
Publicatiejaar
2019
Promotor(en)
Peggy Van Wiele
Kernwoorden
/
Share this on: