WIe funktioniert Biomedizinische Forschung und Wann findet die Testung and Labortieren und Menschen statt?
– Krankheit studieren: Am Patienten / am Tiermodell
– Krankheit verstehen: Beginn, Verlauf, Symptome, betroffene Zellen, Gewebe, Organe
– Gegenstrategie (Therapie) überlegen: - Schäden reparieren
- Schadsubstanzen zerstören
- Gene blockieren ……
–Therapie ausprobieren:
Erst an Modellorganismen, dann am Patienten.
1.Testung: Bakterien und Zellkulturen ( effekt und wirkung)
2.Testung: An Labortieren ( effekt und wirkung)
3. Testung:
– klinische Phase 1 ( kleine gruppe, gesunde menschen)
– KP 2 ( kleine gruppe kranke menschen)
– KP 3 ( große gruppe kranker menschen)
Nur dann wenn alle das funktioniert wird das Medikament zugelassen!
Was sind Alternativen zum Tierversuch?
Wo findet die Validierung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden statt?
–Bakterienkulturen
- Zelllinien
- Isolierte Organe und Gewebe
- Niedrige Organismen und Embryonen
- Computersimulationen, Modelle, Filme
ZEBET - Zentralstelle zur Erfassung und Bewertung von Ersatz- und
Ergänzungsmethoden zum Tierversuch
OECD - Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung
ECVAM- Europäische Zentrum zur Validierung alternativer Methode
Positives von Ersatz methoden:
Geringere Tierzahlen Geringere Variabilität
Geringere Kosten Geringere Fehlermöglichkeiten
Negatives: Komplexe Merkmale wie Verhalten, Stoffwechsel, Kreislauf, Fortpflanzung können nicht beurteilt werden
Art- und geschlechtsspezifische Phänomene schwer untersuchbar
Deshalb nicht als Alternativmethoden zu bezeichnen !
Was ist der AMES test?
Standardtest für Genotoxizität/Mutagenitä.
Invitro Schnelltest um festzustellen ob Substanzen das Erbgut verändern
Der Test wird mit Saugetierleberenzymen durchgeführt um stoffwechselvorgänge beim Mensch zu simulieren. Da manche substanzen erst durch den Stoffwechsel mutieren
Was sind Mutationen?
Was sind Mutagene?
Eine Mutation ist eine dauerhafte, zufällige Veränderung im Erbgut (DNA/RNA) eines Organismus, Virus oder einer Zelle.
Spontane Mutation: Durch Äussere Einflusse wie Strahlung, Mutagene, Genmanipulierende Substancen
Mutationen in Körperzellen nicht vererbar ausser die Mutation sitzt in Keimzellen ( Spermien/Eizellen)
Mutagene: Physikalische ( Strahlung, Uv licht, Hitze)
Chemische: ( Teerstoffe, Tabakrauch, Benzol, Asbet)
Biologische: ( Bestimmte Viren) z.b HPV- HIV
Welche Tiere gelten unter Testung and Niedrigen Organismen und Embryonen?
– Nematoden ( Würmer)
– Hühnerembryotoxizitätstest
– Froschei-Teratogenitätstest
– Zebrafischlarven
Was ist der Draize und HET–CAM test?
Draize test war früher wird nicht mehr verwendet – Testung von Substanzen auf Schleimhaut reaktion am Kanninchen Auge
HET—CAM – Neuer ersatz test
Neutral-Rot-Aufnahmetest am Hühnerei
Aderhaut von bebrüteten Eiern wird verwendet: Venen + Arterien, keine Nerven
Die Substanz wird vor dem 10. Bebrütungstag auf die CAM aufgebracht.
Nach 5-15 Minuten werden Reaktionen der Membran (Blutungen, Veränderungen der Blutgefäße oder des Eiklars) ausgewertet.
Was ist ein Versuchstier (nach dem Gesetz) ?
Was ist ein Tierversuch ( nach Gesetz) ?
Tierversuchsgesetz in Österreich
- Ein lebendes nichtmenschliches Wirbeltier
- Lebende Kopffüßer (Cephalopoden)
- Selbstständig Nahrung aufnehmende Larven
- Föten von Säugetieren ab dem letzten Trächtigkeitsdrittel
§2 (1): Tierversuche sind alle Verwendungen von Tieren zu Versuchs-, Ausbildungs- oder
anderen wissenschaftlichen Zwecken mit bekanntem oder unbekanntem Ausgang, die
a) bei Tieren Schmerzen, Leiden, Ängste oder dauerhaften Schäden verursachen
(Maßstab: Kanüleneinstich)
b) dazu führt, dass ein Tier gemäß a) geboren wird
c) dazu führt, dass eine genetisch veränderte Tierlinie gemäß a) erzeugt wird
Keine Tierversuche sind:
–Landwirtschaftliche Praktiken
- Veterinärmedizinische klinische Praktiken
- Praktiken für anerkannte Zwecke der Tierhaltung
- Praktiken zur Identifizierung von Tieren
- Praktiken ohne Schmerzen, Leiden, Ängsten oder dauerhaften Schäden
Wann ist ein Tierversuch zulässig?
Was darf bei Tierversuchen gemacht werden?
§4 (1) Ausschließlich für:
a) Grundlagenforschung
b) angewandte Forschung
c) Schutz der Umwelt
d) Forschung zur Erhaltung von Arten
e) Ausbildung
f) forensische Untersuchungen
Generell: Was die zuständige Behörde genehmigt !
– orientiert sich an Empfehlungen der FELASA, der GV-SOLAS, TVT oder BVET (Bundesveterinäramt Schweiz), damit das Tier so wenig wie möglich belastet wird.
Inhalte z.B.:
– Blutentnahme bei Versuchstieren (wie viel, wie oft, wo, bei welcher
Spezies,…)
– Applikationen (wie viel, wo,…)
– Eingriffe und Behandlungen: Für welche Eingriffe muss man wie lange welche Schmerzmittel geben
– Tötungsmethoden
Zusätzliche Instanzen: Z.B. Veterinärmedizinische Universität :
Interne Ethik- und Tierschutzkommission !
Tierversuche mit transgenen Tieren?
Transgene Tiere sind Genetisch veränderte Organismen in deren Erbgut fremde DNA dauerhaft eingebaut wurde, um neue spezifische Eigenschaften zu erzeugen.
Gentechnikgesetz
- Sicherheitseinstufung
- transgene Tiere
Arbeiten mit transgenen Tieren sind nur zu Zwecken der Biomedizin und der entwicklungsbiologischen Forschung zulässig (§9 (1)).
Systemverordnung über die Sicherheit bei Arbeiten mit gentechnisch veränderten Organismen in geschlossenen Sytemen
- Sicherheitsstufen S1-S4
- organisatorische und technische Sicherheitsmaßnahmen:
(Räumlichkeiten, Zutrittsregelung, Abfälle, Transport)
Warum eignen sich Mäuse so gut zu Tierversuchen und was ist die Systematik der Maus ?
Sehr ähnliches Genom wie der Mensch. Bis zu 80% übereinstimmung.
Ordnung: Nagetier (Rodentia)
Unterordnung: Maüseverwandte
Übefamilie: Mäuseartige
Familie: Langschwanzmäuse
Gattung: Altweltmäuse
Gattung Mäuse
Art: Hausmaus
Labormaus: Abstammung Hausmaus (Mus Musculus)
Welche Wichtigen Daten zur Haltung müssen bei der Hausmaus beachtet werden?
Gewicht: 30g
durchschnittliche Lebenserwartung: 3 Jahre
Futterverbrauch: 4-6g/Tag
Wasserverbrauch: 4-7 ml/Tag
Sozialsystem: Großfamilien verband
Paarung: Polygyn ( Haaremsystem) 1 Männchen verpaart sich mit mehreren Weibchen
Verhalten
- Labormäuse auf Zahmheit und Zutraulichkeit selektiert
- Soziale Tiere -> Gruppenhaltung
- Territorial ->männliche Mäuse sehr aggressiv gegenüber anderen Männchen
- Strukturiert ->Fress-, Schlafplatz und Platz zum Harn- und Kotabsatz
- Dämmerungs- und nachtaktiv (Futter-, Wasseraufnahme!)
- Vorliebe Körnerfutter (Sonnenblumenkerne) Pellets, Extrudat
- Nestbau sehr unterschiedlich ausgeprägt
- Neugeborene nackt, unpigmentiert, blind und taub, 1-2g
- Kannibalismus, wenn Mutter gestresst wird
WIe verläuft die Zucht bei Mus Musculus?
– w nach 28 – 49d geschlechtsreif (abhängig von Stamm, Ernährungszustand und Zahl der
Wurfgeschwister)
- m nach 28 - 35 d
- Brunstzyklus (Östrus) alle 4-5d abhängig vom hell-/dunkel- Rhythmus
- w zum Bock in den Käfig setzen!
- Vaginalpfropf aus männlichem Drüsensekreten nach erfolgtem Deckakt
- Trächtigkeitsdauer 18-21d (abhängig vom Stamm, Wurfgröße und Säugestatus)
- Wurfgröße variiert, ausgeprägtes Brutpflegeverhalten (Auszuchtstämme über 20
Junge)
- Neugeborene Mäuse 1–2g, haarlos, blind, taub, ohne Backen- u Nagezähne, rote Hautfarbe,
ab dem 2.d verblassend, ab 3.d Haarwuchs, ab 11.d Augen öffnen, ab 16.d Nest verlassen u feste Nahrung
- Absetzalter 21d
Wie sieht die Haltung bei Mus musculus aus?
- Käfige in rollbaren Recks (singel/doppel)
- Käfigschalen aus Polykarbonat Makrolon
- Gitterdeckel mit integrierter Futterraufe und Trennblech für Flasche ( damit falsche gewechselt werden kann ohne durch das Futter zu müssen )
- pelletiertes o. extrudiertes Futter
- Einstreu aus Weich- oder Laubholzgranulat (ca. 2-3cm hoch)
- Nistmaterial (Zellstoff - Purzelin)
- Häuschen/Rolle
- Nagerhölzchen
- T 20 – 24C und rel. LF 50-70%
Cave: immer nur 1 Käfig öffnen –> cage-card am Deckel, damit es zu keinen
Verwechslungen zwischen Tieren zweier Käfige kommt!
Wie sieht die Fütterung bei Mus Musculus aus?
– Standardfutter (Pellets oder Extrudat) 10mm H/Z oder 15mm Ammenfutter
in Futterraufe (gut gefüllt)
– Ad – libitum – Fütterung
– Zuchten – für Jungtiere ab 10d einige Pellets auf den Käfigboden legen
– Feuchtfutter in Petrischale am Käfigboden für Kümmerer
– Wasserflaschen jede Wo wechseln (nachwassern unter der Wo)
Cave: Verkeimung, Veralgung, Durchgängigkeit der Kappe überprüfen
24-48h Wasserentzug tödlich!
Wie erfolgt das Händling bei Mus Musculus?
- hochheben mit Schwanzgriff (trächtige Tiere mit zweiter Hand unterstützen)
- Fixiergriff (ein- oder zweihändiger Griff) cave: Atmung!
- Cuphandling
- Tunnelhandling
- Restrainer
Welche Anzeichen von Leiden und Schmerz gibt es bei Mus Musculus?
- Rückzugverhalten bis zur Apathie
- Abwehrreaktion (Beißen, Vokalisation,Schwanzhaltung)
- gesträubtes Fell, gekrümmter Rücken
- Bauch aufgezogen, eingesunkene Flanken
- Dehydration
- Atmung verändert
- Kot und Harnabsatz verändert (normale Reaktion auf handling)
- veränderte Bewegung der Vibrisse (Schnurrhaare)
- Untertemperatur
- Augen (halboffen)
Wie ist das Verhalten des Mus Musculus?
– Athletisch
– Nachtaktiv
– Revier bildung
– Rangkämpfe und soziales leben
Geruch und Gehörsinn sehr ausgeprägt.
Welche Nager werden oft als Labortiere verwendet?
Rattus norvegicus
Gerbil– Mongolische Rennmaus (Meriones unguiculatus )
Goldhamster (Mesocricetus auratus)
Meerschweinchen (Cavia aperea porcellus)
Kanninchen (Oryctolagus cuniculus)
Was sind Laborratten?
Laborratten
– Nachfahren der Wanderratte
– Für Experimente seit Anfang 19.Jhd
– Laborratten sind domestiziert
– Rattenböcke – 800g, Weibchen - 400g
–Schwanz wichtiges Organ für Stabilisation und Thermoregulation
Cave: „lose“ Schwanzhaut – Gefahr des Abriß, wenn am Schwanz fixiert wird!
– hervorragende Anpassungsfähigkeit
– 24-h-Rhythmus Hellphasen vorwiegend schlafen, 3-5 Fressperioden in Dunkelphase
Wie ist das Handling bei rattus Norvegicus?
–Handling: nicht am Schwanz hochheben oder fangen!
–ruhig, aber bestimmt von hinten oben nähern
– Körpergriff – „Victory“Griff
– Fixationsgriff für Injektionen (brauche 2 Personen, eine P fixiert
andere P inj.!)
Cave: Krallen sehr spitz, bleiben leicht im Arbeitsmantel oder
Handschuhen hängen – „ausschuhen“ blutet stark!
Bei Stress „red tears“ – Sekret der Harderschen Drüsen
Was muss man bei der Haltung von Kanninchen und Meerschweinschen als labortier beachten?
Kaninchen unterscheiden sich von echten Nagetieren (Meerschweinchen,
Ratten, Mäusen, Hamstern) -> Besonderheit in der Zahnstellung
hinter den oberen Nagezähnen = Oberkieferschneidezähnen (1. Inzisivus)
jeweils einen weiteren 2. Schneidezahn in Form des Stiftzahnes
Artgerechte Haltung von Kaninchen und Meerschweinchen
– sind gesellige Tiere - Familienverbänden
– Einzeltierhaltung nicht artgerecht. Viele Verhaltensweisen sind auf das
Zusammenleben in der Familie ausgerichtet.
– Paarhaltung gleichgeschlechtlicher weiblicher oder kastrierter männlicher
Tiere oder Paarhaltung eines unkastrierten weiblichen mit einem kastrierten
männlichen Tier.
– breite Thermoneutralzone
– Kaninchen sehr ausgeprägten Hörsinn (16 bis 33.000 Hz)
– Pelleteinstreu auf Strohbasis - saugstark und nur sehr wenig Staub
Was muss man bei der Fütterung von kaninchen und Meerschweinchen in Labortierhaltung beachten?
– in erster Linie aus grob strukturierter Rohfaser, d.h. Heu und/oder Gras
–spezielle Bakterienflora spaltet Zellulose
– Caecotrophe = Blinddarmkot (Anteil am Gesamtkot bei über 30 %)
Wird von den Tieren direkt vom Anus abgenommen und unzerkaut geschluckt, was meist als "Putzbewegung" zu beobachten ist.
–Vitamin C-haltige Futtermittel sind für Meerschweinchen lebensnotwendig
– Cave: chron. Fehlfütterung
- Zahnprobleme, chronischer Durchfall, Trommelsucht, Leberverfettung
Was ist bessonders beim Meerschweinchen zu beachten?
– Alle Zähne des Meerschweinchens haben offene Wurzeln, d.h. sie wachsen
zeitlebens und sind deshalb auf einen ständigen Abrieb angewiesen.
– 1,2 bis 1,5 mm pro Woche, d.h. 5 bis 6 mm pro Monat.
Verdauungskanal:
Magen ist einhöhlig, dünnwandig, kann nicht erbrechen
– 60 - 80 kleine Mahlzeiten am Tag (Dämmerungszeit)
> ständige Verfügbarkeit von Grundfutter – „all you can eat“
– ca. 20 bis 30 ml Fassungsvermögen
– praeoperatives Ausnüchtern nicht sinnvoll!
– mangels erneuter Futteraufnahme sistiert die Magenentleerung
–Mahlzeiten wichtig für Weitertransport des Mageninhaltes
–Meerschweinchen analog zum Kaninchen Zelluloseverdauung >Caecotrophe
– exogene Zufuhr von Vitamin C angewiesen Bedarf liegt bei 10 mg/kg KM und Ta
Geschlechtsbestimmung:
– Männchen – durch leichten Daumendruck auf den Bauch unmittelbar vor der Genitalöffnung wird der Penis hervorgelagert
– Weibchen - typischen y-förmig angeordnete Hautwülste
– Geschlechtsreife – w: frühreife Tiere mit 3-4Wo / 4 bis 5 Mon zuchtreif m: 9Wo - dünnen langen Penisknochen
– Polyöstrisch, Zyklus 16-19d, Trächtigkeit 64 – 71d
Zucht: –kein Nestbau
– 1 bis 4 nestflüchtige Jungtiere
– 60 bis 80 g (Innerhalb der ersten beiden Lebenswochen verdoppeln sie ihr Gewicht.)
– Muttertier hat nur 2 kaudal gelegene Zitzen
– säugt ihre Jungtiere längstens 4 Wochen,
problemlos mit 14 Tagen abgesetzt
Was ist bei der Haltung von Labortieren zu beachten?
– Tiergerecht und geeignet für die jeweilige spezies
– Einfache möglichkeit zur Kontrolle und Versorgung der Tiere ( übersichtlich, leicht zu reinigen und sterilisieren, stabile unbedenkliche materialien)
– Kostengünstig
Welche Haltungssysteme kennen Sie und erläutere ?
–Offene Käfighaltung - konventionelle Haltung
– Offene haltung
– Umsetzen im offenen Raum möglich
– Einfache Handhabung und zugang zu den Tieren
– Leichtere Verbreitung von Allergenen und hohe Kontaminationsgefahr
Filter Top
– Filter im Deckel
- Etwas Weniger verbreitung von Keimen
IVC / (Individuell ventilierte Käfige)
– mit spezieller Haube geschlossen und über Gebläseeinheit mit HEPA-gefilterter, konditionierter Raumluft versorgt
- Feuchtigkeit und Schadgase deutlich besser abtransportiert als im offenen Käfig.
Vorteile der IVC-Haltung
- sehr gute hygienische Abschirmung der Tiere
- deutlich verminderten Allergen- und Staubbelastung des Personals
– Nachteile:
- höhere Investitionskosten sowie die zeitlich aufwändigere Umsetzroutine
– Abschirmung von akustischen und olfaktorischen Reizen der Außenwellt. .
– Kein Klettern am Gitterdeckel möglich
– Hygieneüberwachung von Tierbeständen in IVC-Haltungen mittels Sentinels
–Tierhaltungsschränke
– Ganzer Schrank ist eine Hygiene einheit
– Mehrere Schränke in einem Raum mit unterschiedlichem hygienestatus möglich
– Nachteil: teuer, großer aufwand des umsetzens unter umsetzstation
– Beim öffnen des schrankes entfällt der Schutz
–Isolatoren
–Aufwenidgste Methode
– Keimdichte Kammern
– Für gnotobiotische Tiere ( Komplett keimfreie tiere oder gezielt mit mikroorganismen behandelte.
Keimfrei = Noch nie mit Bakterien, Viren oder Parasieten in Kontakt gekommen
Gnotophor = Gezielt mit einem oder enigen mikroorganissmen besiedelt
Was ist des SPF Status?
Spezifisch Pathogen Frei
– Forschungsdaten reproduzierbar und vergelichbar
– Garantierter Gesundheitstsatus bei Kauf und Verkauf
Worauf muss bei der beleuchtung, Temperatur, Belüftung und Geräuschen geachtet werden?
Beleuchtung:
– Hell-Dunkel-Rhythmus ( Tag Nacht)
– Arbeitsbedingungen für Tierpflege und –kontrolle
– fensterlosen Räumen künstliches Licht nötig
– höhere Lichtempfindlichkeit der Albinos
– Beobachtung unter Rotlicht möglich ( rot unsichtbar für mäuse)
– 200lux in mind. 2m abstand zur lampe
Geräusche: hören im ultraschallbereich
– Bevorzugt Stille
– Bei Arbeit normal laute Musik spielen
Luftfeuchtigkeit und Belüftung
Belüftung: 15-20 facher Luftwechsel zum abtransport von co2 und transport von o2, entsorgung von wärme, keine zugluft
Luftfeuchtigkeit:
– zu hoch = Probleme Wärmeregulierung
– zu niedrig = Reitzung der Atemwege, Ringelschwanz bei mäusen und ratten
Empfehlung: 55% +- 10%
Temperatur:
Temperatur immer im Käfig messen nicht nur im Raum
Makroilma: im Raum
Mikroklima im Käfig/nest/box
Nager, Wachtel, Altweltprimaten: 20-24°
Kanninchen, Huhn, Hund, Katze: 15-21°
Schwein, Schaf, Ziege, Pferd, RInd: 10-24°
Kritischephasen: Säuglinge, Transport, Postoperativ
Welche Mechanismen der wärme regulation gibt es?
Anatomisch: Fell, Fett, Wärmereg., Körperteile
Verhalten: Nestbau, Tag/Nachtaktiv
Physiologie: Schwitzen, Hecheln, Zittern, Bewegung, Verkriechen, Gefäßerweiterung
Welche Indikatoren deuten auf einen Mangel im Haltungssystem hin?
Verhaltensstörungen
– Steriotypien: Stangenbeißen, schwanz jagen, springen, looping, circling
– Inaktivität ( spielverhaltung undeplorverhalten fehlen
– Kannibalismus
– Ausfalle der Brutpflege
– agression
– Verringertes komfor verhalten, neugier und lernverhalten
– Barbering ( zwanghaftes putzen)
Verbesserung:
–Sozial Kontakt
– Sichtschutz
– Versteck möglichkeit
– Beschäftigung
– Möglichkeiten zur bewegung
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