Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Voluntary wheel running as a parameter for evidence-based assessment of disturbed well-being during experimental procedures in single- and group-housed mice

Weegh, Nora

The assessment of disturbed well-being in laboratory animals due to experimental procedures is becoming increasingly important. However, existing methods are often subjective and insufficient; developing and establishing suitable methods is, therefore, of high relevance. The aim of this thesis was the analysis of voluntary wheel running as a parameter for the assessment of well-being under variable conditions and the evaluation of this parameter regarding its validity across different models. Voluntary wheel running was analysed in single-housing under restraint stress, combined with a faeces and urine collection procedure, as well as after laparotomy for pancreatic cancer induction and subsequent chemotherapy. Additionally, a group-housing system, which allowed recording of individual data via subcutaneously implanted radio-frequency identification transponders, was utilised. In this model, colitis was induced via dextran sulphate sodium administration and blood, faeces and urine sample collections were performed. Voluntary wheel running performance was able to depict the influence of all experimental procedures. In comparison to both clinical score and body weight, wheel running was superior in indicating mild influences and acute changes in well-being. A cluster model, developed via a k-means algorithm and suggested to depict severity levels on the basis of wheel running performance, was able to demonstrate high validity of wheel running for assessment of disturbed well-being on an individual basis.

Der Beurteilung des Belastungsgrades durch experimentelle Eingriffe bei Labortieren kommt stetig wachsende Bedeutung zu. Dennoch sind hierfür vorhandene Methoden oft subjektiv oder unzureichend, sodass es der Entwicklung und Etablierung geeigneter Methoden bedarf. Das Ziel dieser Doktorarbeit war es daher, in Mausmodellen die freiwillige Laufradnutzung unter verschiedenen experimentellen Bedingungen zu analysieren und hinsichtlich der Eignung als modell-übergreifender, valider Parameter zur Belastungsbeurteilung zu analysieren. Das freiwillige Laufverhalten wurde in Einzelhaltung unter Immobilisationsstress, kombiniert mit Kot- und Urinprobennahmen, sowie nach Laparotomie zur Pankreastumor-Induktion und darauffolgender Chemotherapie analysiert. Des Weiteren wurde ein Gruppenhaltungssystem verwendet, welches über die subkutane Implantation von Radio-Frequency-Identification-Transpondern eine Erfassung der individuellen Laufleistung ermöglichte. Hier wurde mittels Dextran-Natriumsulfat eine Kolitis induziert sowie Blut-, Kot und Urinprobennahmen durchgeführt. Das Laufverhalten der Tiere konnte den Einfluss der experimentellen Prozeduren in allen Modellen anzeigen. Im Vergleich mit klinischem Score und Körpergewicht konnte die Laufradnutzung zudem insbesondere milde Einflüsse besser erfassen und akute Änderungen im Wohlbefinden sensitiv darstellen. Ein mittels k-means-Algorithmus entwickeltes Clustermodell zur Kategorisierung der Belastung anhand der Laufleistung konnte zudem eine valide Anwendung des Parameters auf individueller Basis demonstrieren.

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Weegh, Nora: Voluntary wheel running as a parameter for evidence-based assessment of disturbed well-being during experimental procedures in single- and group-housed mice. Hannover 2019. Tierärztliche Hochschule Hannover.

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