Belastungseinschätzung tierexperimenteller Methoden

Die Belastungsbeurteilung im Tierversuch ist ein zentraler Bestandteil der europäischen und deutschen Gesetzgebung. Die gesetzlich geforderte, abgestufte Bewertung wird jedoch dadurch erschwert, als dass nicht ausreichend wissenschaftlich fundierte und quantifizierbare Parameter für die Belastungseinschätzung zur Verfügung stehen. Im Rahmen eines von der DFG geförderten multizentrischen Forschungsprojektes (severity-assessment.de) werden geeignete Parameter und Methoden identifiziert und an etablierten Tiermodellen erprobt, um die Grundlage für eine wissenschaftlich fundierte und skalierbare Bewertung der Belastung von Versuchstieren im Tierversuch zu schaffen. Diese werden dann Arbeitsgruppen- und Modellübergreifend vergleichend eingeordnet.
In unserer Arbeitsgruppe entwickeln wir Bewertungsschemata zur Erfassung der Belastung durch intrakranielle Eingriffe in etablierten Rattenmodellen für neurologische Erkrankungen. Dies umfasst sowohl chirurgische Eingriffe als auch die in unseren Laboren eingesetzten Tests zur Erfassung motorischer und kognitiver Funktionen, elektrophysiologische Stimulation im Rahmen der Tiefenhirnstimulation (DBS), neuronale Ableitungen sowie die Definition humaner Endpunkte bei Hirntumoren. Zur Belastungseinschätzung kombinieren wir klassische klinische Scores mit Analysen speziesspezifischen Spontanverhaltens. Ergänzend kommen Verhaltensuntersuchungen im Bereich der Motorik und des assoziativ-limbischen Systems sowie telemetrische Messungen von Herzaktivität und Bewegungsverhalten zum Einsatz.
Durch diese Untersuchungen konnten wir bereits eine Abstufung der Belastung durch unterschiedlich komplexe intrakranielle Eingriffe, systemische Injektionen, Verhaltenstests und tierpflegerische Maßnahmen erstellen. Darüber hinaus haben wir einen Algorithmus entwickelt, der auf dem individuellen Gewichtsverlauf basiert und es uns ermöglicht, den humanen Endpunkt in einem Rattenmodell mit Hirntumor bereits vor Beginn einer schweren Belastung zuverlässig zu bestimmen.
Diese Daten werden zur Optimierung des postoperativen Schmerzprotokolls sowie zur Verbesserung der Verhaltensuntersuchungen und der Haltungsbedingungen verwendet. Derzeit wird auch die Gruppenhaltung in großen, gut ausgestatteten Käfigen mit Laufrädern getestet.
Helgers SOA, Talbot SR, Riedesel AK, Wassermann L, Wu Z, Krauss JK, Häger C, Bleich A, Schwabe K. Body weight algorithm predicts humane endpoint in an intracranial rat glioma model. Sci Rep. 2020 Jun 2;10(1):9020.
Lewejohann L, Schwabe K, Häger C, Jirkof P. Impulse for animal welfare outside the experiment. Lab Anim. 2020 Apr;54(2):150-158.
Talbot SR, Biernot S, Bleich A, van Dijk RM, Ernst L, Häger C, Helgers SOA, Koegel B, Koska I, Kuhla A, Miljanovic N, Müller-Graff FT, Schwabe K, Tolba R, Vollmar B, Weegh N, Wölk T, Wolf F, Wree A, Zieglowski L, Potschka H, Zechner D. Defining body-weight reduction as a humane endpoint: a critical appraisal. Lab Anim. 2020 Feb;54(1):99-110.
Schwabe K, Boldt L, Bleich A, van Dijk RM, Helgers SOA, Häger C, Nowakowska M, Riedesel AK, Schönhoff K, Struve B, Wittek J, Potschka H. Nest-building performance in rats: impact of vendor, experience, and sex. Lab Anim. 2020 Feb;54(1):17-25.
Wassermann L, Helgers SOA, Riedesel AK, Talbot SR, Bleich A, Schwabe K, Häger C. Monitoring of Heart Rate and Activity Using Telemetry Allows Grading of Experimental Procedures Used in Neuroscientific Rat Models. Front Neurosci. 2020 Dec 17;14:587760.
Kooperationen
Prof. Dr. Andre Bleich, Dr. Christine Häger, Prof. Marion Bankstahl (Institut für Versuchstierkunde und zentrales Tierlaboratorium, MHH)
Prof. Dr. René Tolba (Interdisziplinäres Zentrum für klin. Forschung, Uniklinik Aachen)
Prof. Dr. Heidrun Potschka (Institut für Pharmakologie,Toxikologie und Pharmazie, LMU München)
Prof. Dr. Ute Lindauer (Translationale Neurochirurgie und Neurobiologie, Uniklinik Aachen)
Prof. Dr. Brigitte Vollmar, Prof. Dietmar Zenker (Institut für exp. Chirurgie, Universitätsmedizin Rostock)
Prof. Dr. Lars Lewejohann (Institut für Tierschutz, Tierverhalten und Versuchstierkunde, Freie Universität Berlin)
Förderung
DFG Forschungsgruppe 2591 - SCHW1176/7-1/2/3