Training als angewandtes Refinement bei der Blutentnahme beim Minipig

Die vorliegende Arbeit untersucht, inwieweit Training durch positive Verstärkung beim Minipig die Blutentnahme ohne Fixierung durch die Oberkieferschlinge ermöglicht und zur Stressreduktion führt. Es ist die Pflicht bei der Planung und Durchführung von Tierversuchen stets zu versuchen, die Belastungen für die Tiere auf das unerlässliche Mindestmaß zu beschränken. Dies erfüllt die Anforderungen des 3R-Prinzips, welches in der EU-Richtlinie 63/2010/EU und im Tierschutzgesetz verankert ist. Dazu gehört auch das stetige in Frage stellen von Methoden, auch wenn diese seit Jahren etabliert oder üblich sind und das Verfeinern und Verbessern dieser Methoden, um Stress und Belastungen für die Tiere zu minimieren. Die vorliegende Arbeit untersucht die Methode der Blutentnahme mit Fixation in Oberkieferschlinge auf ihre Stresshaftigkeit für Minipigs und die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass der Stress, den die Tiere erleben durch Training und positive Verstärkung signifikant reduziert werden kann. Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse auch, dass der Einstich mit der Kanüle in den Hals an sich keine nennenswerte Stressbelastung des Minipigs darstellt und lassen vermuten, dass der Stress bei der Blutentnahme zu einem Großteil durch die Fixation mittels Oberkieferschlinge verursacht wird. Sowohl die Speichel-Cortisol-Konzentration als auch die Herzfrequenz, die als Stressparameter dienen, sind bei den Minipigs bei der Blutentnahme nach dem Training signifikant niedriger als vor dem Training. Das Training stellt für die Minipigs kognitives Enrichment sowie Refinement dar. Die Anwendung der trainierten Blutentnahme ist besonders in Versuchstierhaltungen mit Minipigs, die über einen langen Zeitraum in einem oder mehreren Versuchen eingesetzt werden und bei denen wiederholt Blutentnahmen stattfinden als nun evidenzbasiertes Refinement durchaus sinnvoll und denkbar, um den Stress der Tiere zu reduzieren.
Das endogene Pentapeptid Opiorphin lässt sich im Speichel bei Minipigs nachweisen, jedoch lassen sich mit dem verwendeten ELISA keine reproduzierbaren Werte valide bestimmen. Hier sind weitere Etablierungsstudien zur Verbesserung der Spezifität notwendig.
Die Grimace Scale stellte sich aufgrund einer guten Übereinstimmung der Bewerter grundsätzlich als geeignet für den Einsatz zur Beurteilung der Mimik von adulten Minipigs dar, jedoch sollten weitere Untersuchungen zu den Veränderungen der Mimik unter Stress und zur Korrelation mit der Mimik unter Schmerzen stattfinden, um sie für den Einsatz bei Minipigs unter Stress zu validieren.
Außerdem sollte die Grimace Scale noch verfeinert werden im Sinne von deutlicheren Unterschieden der Merkmalsausprägungen zur höheren Übereinstimmung der Bewerter. Außerdem kann die Methode zum Beispiel durch vorherige Schulung der Auswerter verfeinert und optimiert werden.
Zusammenfassend stellte sich das Training von Minipigs als geeignetes Mittel zur Blutentnahme und Stressreduktion im Vergleich zur Fixierung in der Oberkieferschlinge dar. Es ist nicht nur Beschäftigung, sondern auch kognitives Enrichment für die Minipigs und eine geeignete Refinement-Maßnahme.
Die Ergebnisse der Arbeit können als Anreiz gesehen werden, die Blutentnahme beim Minipig oder beim Schwein auch mit Blick auf die Fixation stressärmer zu gestalten – zum Beispiel durch eine Gewöhnung an die Oberkieferschlinge oder eine Polsterung der Schlinge. Hier ist Potenzial für weitere Studien. Training as an applied refinement measure for blood collection from minipigs

The present study examines the extent to which training through positive reinforcement in the minipig enables blood collection without fixation by the maxillary sling and leads to stress reduction. When planning and carrying out animal experiments, it is our duty to always try to keep the stress on the animals to an undispensible minimum. This meets the requirements of the 3R principle, which is anchored in EU Directive 63/2010/EU and in the Animal Welfare Act. This also includes constantly questioning methods, even if they have been established or common for years, and refining and improving these methods in order to minimize stress and strain on the animals. The present work examines the method of blood collection with fixation in a maxillary sling for its stressfulness for minipigs and the results show that the stress experienced by the animals can be significantly reduced through training and positive reinforcement. In addition, the results also show that the puncture with the cannula in the neck itself does not cause any significant stress to the minipig and that the stress during blood collection is primarily caused by the fixation with the maxillary sling. Both the salivary cortisol concentration and the heart rate, which serve as stress parameters, are significantly lower in the minipigs when blood is taken after training than before training. Training represents cognitive enrichment and refinement for the minipigs. The use of the trained blood sampling is particularly useful and conceivable in laboratory animal facilities with minipigs that are used in one or more experiments over a long period of time and in which repeated blood sampling takes place as an evidence-based refinement to reduce animal stress.
The endogenous pentapeptide opiorphine can be detected in the saliva of minipigs, but no reproducible values can be determined with the ELISA used. Further establishment studies to improve specificity are necessary here.
The Grimace Scale turned out to be generally suitable for assessing stress in minipigs, but the Grimace Scale should still be refined in terms of clearer differences in the characteristic values for greater agreement between the raters. In addition, the method can be refined and optimized, for example, by prior training of the evaluators.
In summary, the training of minipigs turned out to be a suitable method for blood sampling and stress reduction compared to the maxillary sling. It is not only employment, but also cognitive enrichment for the minipigs and a suitable refinement measure.
The results of this study can be seen as an incentive to make taking blood from the minipig or pig less stressful, also with regard to the fixation - for example by getting used to the maxillary sling or by padding the sling. There is potential for further studies here.