Belastungsbewertung verschiedener Tiermodelle der Leberforschung am Beispiel eines ausgewählten Groß- und Kleintiermodells

Diese Dissertation behandelt das Thema der „Belastungsbewertung verschiedener Tiermodelle der Leberforschung am Beispiel eines ausgewählten Groß- und Kleintiermodells“. Hierzu werden sowohl die Grundlagen und Techniken der Belastungsbewertung bei Tieren, die gesetzlichen und ethischen Voraussetzungen in der Versuchstierkunde als auch allgemeine Definitionen zur Belastung erörtert.
Bestandteil dieser Promotionsschrift sind zwei wissenschaftliche, bereits veröffentlichte Publikationen mit den Titeln „Severity assessment in mice subjected to carbon tetrachloride“ (Publikation 1) und „Severity assessment in pigs after partial liver resection: evaluation of a score sheet“ (Publikation 2).
An zwei bespielhaft ausgewählten, unterschiedlichen Versuchsmodellen in der Leberforschung, einem medikamentösen Kleintiermodell in der Maus und einem chirurgischen Großtiermodell im Schwein, werden verschiedene Möglichkeiten der Belastungsbeurteilung aufgezeigt. Hierbei handelt es sich um verschiedene Ansätze. Zum einen werden geplante, von Verhaltensexperimenten geprägte Experimente mit primärem Ziel der Belastungsbewertung als Ansatz, zum anderen nahezu beiläufige Erkenntnisse aus der Anwendung von klinischen Parametern und dem Einsatz von Scoresheets evaluiert.
Als Kleintiermodell wurde die chronische i.p. Applikation von CCl4 zur Leberfibroseinduktion bei der Maus gewählt. Dieses Modell ist sehr weit verbreitet und wurde nach einem standardisierten Protokoll durchgeführt. Gleichzeitig können bei der Maus eine Varietät an Verhaltenstest angewendet werden, ohne das eigentliche Versuchssetting modifizieren zu müssen, sodass der Ansatz der Belastungsbeurteilung auf Grund von ethologischen Merkmalen in diesem Modell sehr gut integriert werden kann.
Im Großtiermodell wurde der Einsatz von so genannten „Scoresheets“ zur Belastungsbewertung innerhalb eines chirurgischen Modells unter Berücksichtigung klinischer Parameter durchgeführt. Dieser Ansatz benötigt keine zusätzlichen Experimentansätze, kann innerhalb der täglichen klinischen Untersuchung des Versuchstieres integriert werden und bietet die Möglichkeit der retrospektiven Evaluation.
Beide Publikationen zeigen unterschiedliche Ansätze und Aufgliederungen für die Durchführung und Evaluation von Belastungsbeurteilungen bei Tiermodellen. Auch wenn ein retrospektiver Ansatz grundsätzlich möglich ist, ist die Aufgliederung der Belastungsmöglichkeiten und Belastungsarten in Bezug auf das jeweilige Tiermodell im Vorhinein obligatorisch. Nur so können Tierart- und Interventionsspezifische Kriterien zur Erkennung von Belastungen angefügt und eingesetzt werden. Dies bietet die Grundlage für die Verminderung von Schmerzen, Leiden und Schäden und für die Entwicklung von wirksamen Refinementmethoden. This dissertation addresses the topic of "severity assessment in different animal models of liver research using the selected examples of a large and small animal model". For this purpose, the basic principles and techniques of severity assessment in animals, the legal and ethical prerequisites in laboratory animal science as well as general definitions of stress and suffering are discussed.
Part of this PhD thesis are two scientific publications already published entitled: "Severity assessment in mice subjected to carbon tetrachloride" (Publication 1) and "Severity assessment in pigs after partial liver resection: evaluation of a score sheet" (Publication 2).
Using two exemplary different experimental models in liver research, one small-animal drug model in mice and one large-animal surgical model in pigs, various possibilities of severity assessment are demonstrated. These involve a choice of approaches: On the one hand, planned experiments characterized by behavioral experiments with the primary goal of severity assessment and on the other hand, almost incidental findings from the application of clinical parameters and the use of scoresheets are evaluated.
The small animal model chosen was chronic i.p. CCl4 application for liver fibrosis induction in mice. This model is widely used and was performed according to a standardized protocol. At the same time, a variety of behavioral tests can be applied in the mouse without having to modify the actual experimental setting, so that the approach of stress assessment based on ethological characteristics can be integrated very well in this model.
In the large animal model, the use of so-called "scoresheets" for stress assessment was performed within a surgical model considering clinical parameters. This approach does not require additional experimental approaches, can be integrated within the daily clinical examination of the experimental animal, and offers the possibility of retrospective evaluation.
Both publications show different approaches and setups for performing and evaluating severity assessments in animal models. Even if a retrospective approach is possible in principle, the splitting of the stress possibilities and stress types in relation to the respective animal model is obligatory in advance. Only in this way, animal species- and intervention-specific criteria can be applied and used to identify burdens. This provides the basis for reducing pain, suffering and harm and developing effective refinement methods.