Validierung eines Messsystems für die Ermittlung von Übertritten bei Wahlversuchen mit Mäusen

Nagelschmidt, Nicole

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Validierung eines Messsystems für die Ermittlung von Übertritten bei Wahlversuchen mit Mäusen

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Die standardisierte Versuchstierhaltung ist in den letzten 10 Jahren mit steigender Tierschutzsensibilität zunehmend in die Kritik geraten. Der Ruf nach Haltungsanreicherungen, einem sogenannten Environmental Enrichment, wie es in Zoos und Nutztierhaltungen angewandt wird, wurde immer lauter und fand sogar Eingang in die europäische Gesetzgebung für die Haltung von Labortieren (ETS 123). Untersuchungen der letzten Jahre zeigen allerdings auch, dass derartige Haltungsanreicherungen sich nicht zwangsweise positiv auf die Tiere auswirken und in Einzelfällen sogar gegenteilige Effekte haben können. Darüber hinaus können sie zu einer Erhöhung der Variabilität erzielter Daten führen, was eine erhöhte Zahl benötigter Versuchstiere nach sich zieht. Um die Bedeutung derartiger Haltungsanreicherungen für die Versuchstiere zu erforschen, werden Wahlversuche (Präferenztests) und erschwerte Wahlversuche (Consumer Demand Versuche) durchgeführt. Durch sie wird es möglich zu beurteilen, welche Haltungsanreicherungen die Tiere bevorzugen und wie wichtig sie ihnen ist bzw. welchen Stellenwert sie bei den Tieren einnimmt. Hierbei wird den Tieren die Möglichkeit gegeben, selber den Aufenthaltsort zwischen zwei oder mehreren Angeboten bzw. Orten zu bestimmen. Die Auswertung dieser Versuche erfolgt zumeist durch Videoanalysen, die zum einen sehr zeitaufwendig sind und zum anderen häufig eine Einzelhaltung der Tiere während des Versuches notwendig macht. Da dies aber für sozial lebende Tierarten wie Mäuse eine unnatürliche Situation darstellt und für sie eine soziale Hierarchie zum Normalverhalten gehört, ist eine Einzelhaltung keine optimale Voraussetzung für derartige Verhaltensversuche. Aus diesem Grund wurde vom Institut für Tierschutz und Verhalten der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover in Kooperation mit der Universität Zürich das DoubleCage System entwickelt. Mit Hilfe implantierter Microchips und entsprechenden Antennen können der Aufenthaltsort sowie die Aufenthaltsdauer von in Gruppen gehaltenen Mäusen bei Präferenztests automatisch erfasst werden. Ziel der hier vorliegenden Arbeit war es nun, dieses System zu validieren und die Zuverlässigkeit anhand von Videoanalysen zu überprüfen. Für die Validierung wurden insgesamt 44 Mäuse (BALB/c bzw. C57BL/6) verwendet. Nach jeweils einer Woche Adaptationszeit wurde der Versuch gestartet. Zeitgleich wurden die Tiere mit einer Videokamera erfasst. Die vom DoubleCage System ermittelten Daten wurden mit den Übertritten und der Aufenthaltsdauer in den jeweiligen Käfigen aus der Videoanalyse verglichen. Es besteht ein linearer, hochsignifikanter Zusammenhang (p<0,0001) zwischen den vom DoubleCage-Programm gemessen und in der Videoauswertung ermittelten Daten. Die vom DoubleCage-Programm erfassten Daten sind identisch mit denen der Videoauswertung. Um die Zuverlässigkeit des DoubleCage Systems weiter zu untermauern, fanden nach der Validierung Wahlversuche statt. Hierzu wurden jeweils 16 weibliche, acht Wochen alte Tiere der Stämme BALB/c und NMRI nach ihrer Ankunft in randomisierte Vierergruppen aufgeteilt. Nach einer Woche Adaptationszeit erfolgte die Implantation der Microchips, nach einer weiteren Woche Adaptationszeit in den DoubleCages begannen die Versuche. Die Wahlversuche wurden als „cross over“ Design geplant und in vier unterschiedlichen Kombinationen durchgeführt (siehe Tabelle). Die Kombinationen der Wahlversuche Design Section 1 Section 2 A Standard* Leerer Käfig ohne Wasser und Futter B Standard* Standard mit Mousehouse** C Leerer Käfig mit Wasser und Futter Käfig ohne Wasser und Futter mit Streu D Standard* Käfig mit Wasser, Futter und Mousehouse**, ohne Streu * Standard: Käfig mit Wasser, Futter und Einstreu **Das Mousehouse (Tecniplast®, Milan, Italien) ist eine rote, transparente, dreieckige Nestbox. Auch bei den anschließenden Wahlversuchen erfolgten die Messungen stets zuverlässig. Die durchgeführten Versuche beweisen, dass das DoubleCage System eine zuverlässige Methode ist, um Mäuse bei Wahlversuchen automatisiert zu lokalisieren und Daten der Individuen und der Umgebung zu erfassen. Weiterhin bestätigen die durchgeführten Präferenztests die Zuverlässigkeit des Systems. Ferner zeigen die Ergebnisse, dass nicht jedes Enrichment für jeden Stamm gleich gut geeignet ist. Dieser Umstand sollte bei der Auswahl von Haltungsanreicherungen berücksichtigt werden.

With increasing awareness for animal welfare the housing of laboratory animals has progressively come under criticism. The demand for environmental enrichment as it is already performed in zoos and farm animals has grown and even has been included in european legislation for housing of laboratory animals (ETS 123). Still, recent studies have shown that such enrichments do not necessarily have positive impacts on the animals but in contrast can have opposite effects in single cases. Apart from that it can lead to an increase in variabiltiy of data, which thus brings up the need for higher numbers of animals in experiments. To investigate the impact of such enrichments on laboratory animals, preference tests and consumer demand tests are performed. They help to assess which enrichments are preferred and how significant they are. The animals are able to choose between different offers or places. The evaluation of those experiments is mostly done by video-analysis which are quite timeconsuming on the one hand and often makes single keeping of animals durig the experiments necessary. As this is an unnatural situation for mice which usually live in groups. This is no optimal condition for those behavioral tests. For this reason the Institute for Animal Welfare and Behavior, University of Veterinary Medicine Hannover and the University of Zurich, Switzerland developed the DoubleCage System. By the means of implanted microchips and appropriate receivers the whereabouts of animals kept in groups can be evaluated automatically when applied in preference tests. The aim of this study is the validation of this system and the assessment of its reliability by the means of videoanalysis. 44 animals (BALB/c respectively C57BL/6) have been used: After one week of adaptation the experiment started. At the same time the animals were recorded with video cameras. The DoubleCage data are compared with the video analysis. To further underline the reliability of the DoubleCage System after that preference tests were performed. Therefore 16 female animals of 8 weeks of age (Strain BALB/c and NMRI) were randomized in groups of 4 animals. After 1 week of adaptation microchips were implanted, after another week of adaptation in the DoubleCages the experiment started. The choice tests were performed with cross over design and in 4 different combinations (see table). The combinationen of the preference tests Design Section 1 Section 2 A Standard* Empty cage without water and food B Standard* Standard with Mousehouse** C Empty cage with water and food Cage without water and food with sawdust D Standard* Cage with water, food and Mousehouse**, without sawdust * Standard: Cage with water, food and sawdust **The Mousehouse (Tecniplast®, Milan, Italien) is a red, transparent, three-cornered nestbox There is a strong linear correlation (p<0,0001) between the data of the double cage and the video analysis – the data are identical. The following experiments showed equally reliable data. The study shows that the DoubleCage System is a reliable method to localise mice during choice tests and to gather data of the individuals and their surroundings. Furthermore the preference tests confirm the reliability of the system. Apart from that the data show that not every kind of enrichment is suitable for every strain. This should be considered when choosing a form of enrichment.