Belastungseinschätzung genetisch veränderter Tiere - ein Update - Thomas Rülicke Institut für Labortierkunde
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Belastungseinschätzung
genetisch veränderter Tiere
- ein Update
Thomas Rülicke
Institut für Labortierkunde
Veterinärmedizinische Universität Wien
3R-Project 59-1997
Phenotype characterisation and health monitoring of transgenic mice
Claudia Mertens und Thomas Rülicke
References
1) The forms can be printed out from: http://www.vetmeduni.ac.at/de/labortierkunde/infoservice/dienstleistungen/
2) Mertens C. and T. Rülicke (1999) Score sheets for individual monitoring of transgenic mice. Animal Welfare, 8;
433-438. 1. Praktische Umsetzung des 3R-Prinzips in der
Zucht und Haltung von Tg Nagern
3) Rülicke T. and Mertens C (1999) Assessing transgenic animals: implications for animal welfare and
experimental data. Der Tierschutzbeauftragte 2; 111-115.
2. Bereitstellung von Daten für die Behörde
3) Mertens C. and T. Rülicke (1999) Phenotype characterization and health monitoring of transgenic mice: a photo
documentation, ATLA 27, p. 385 (Abstract).
3. Unterstützung der Forschenden bei der
4) Mertens C. and T. Rülicke (2000) Umfassendes Formular zur strukturierten Charakterisierung gentechnisch
veränderter Tierlinien. ALTEX 17, 1/00; 15 - 21.
Phänotypisierung ihrer Modelle
5) Mertens C and T. Rülicke (2000) Phänotypische Charakterisierung und Gesundheitsmonitoring transgener
Tiere. Tierlaboratorium 22; 36-47.
6) Mertens C. and T. Rülicke (2000) Phenotype characterization and welfare assessement of transgenic rodents
(mice). J. Appl. Welfare Science 3 (2); 127-139.
2
Belastungseinschätzung
genetisch veränderter Tiere
Perspektiven
1. Tierschutz / 3R-Prinzip
2. Behördliche Kontrolle
3. Wissenschaftliche Nutzen ?
4. Ethische Bewertung
(Kosten - Nutzen - Analyse)
3
RICHTLINIE 2010/63/EU
DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES
Artikel 3
Im Sinne dieser Richtlinie bezeichnet der Ausdruck
1. „Verfahren“ jede invasive oder nicht invasive Verwendung eines Tieres
zu Versuchszwecken oder anderen wissenschaftlichen Zwecken mit bekanntem oder
unbekanntem Ausgang, oder zu Ausbildungszwecken, die bei dem Tier Schmerzen,
Leiden, Ängste oder dauerhafte Schäden in einem Ausmaß
verursachen kann, das dem eines Kanüleneinstichs gemäß guter
tierärztlicher Praxis gleichkommt oder darüber hinausgeht.
Dies schließt alle Eingriffe ein, die dazu führen sollen oder können,
dass ein Tier in einem solchen Zustand geboren oder ausgebrütet oder eine genetisch
veränderte Tierlinie in einem solchen Zustand geschaffen und
erhalten wird, ….
4
RICHTLINIE 2010/63/EU
DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES
Artikel 4
Grundsatz der Vermeidung, Verminderung und Verbesserung
(3) Die Mitgliedstaaten gewährleisten, dass die Zucht, Unterbringung und
Pflege sowie die Methoden, die in Verfahren angewandt werden, verbessert
werden, damit mögliche Schmerzen, Leiden, Ängste oder dauerhafte Schäden
ausgeschaltet oder auf ein Minimum reduziert werden. REFINEMENT
Artikel 17
Ende Artikel 17
des Verfahrens
(1) Ein Verfahren gilt als beendet, Ende des……. Verfahrens
wenn bei genetisch veränderten,
(1) Ein Verfahren
neuen oder nichtgilt als beendet,
ausreichend ……. wenn bei Tierlinien
charakterisierten genetischan veränderten,
der
neuen Tierlinien an der Nachkommenschaft keine
Nachkommenschaft keine weiteren Beobachtungen mehr anzustellen sind weiteren Beobachtungen
mehr anzustellen
oder nicht mehr erwartetsind oder diese
wird, dass nicht mehr erwartetLeiden
Schmerzen, wird, dass
oder diese
ÄngsteSchmerzen, Leiden
empfindet oder oder Ängste
dauerhafte
empfindet oder dauerhafte
Schäden erleidet, …….. Schäden erleidet, ……..
5
Generierung und Archivierung
genetisch veränderter Linien
International Knockout Mouse Consortium
7
Sequenzspezifische Endonukleasen
Zinc finger Nukleasen
TALE Nukleasen Gene targeting ohne ES-Zellen
CRISPR/Cas9 System
Pennisi (2013)
Science Vol. 341
8
Nature (1992) Vol. 356
9
Mutanten mit belasteten Phänotypen
(N-terminal truncated PrP expression in the mouse)
Prnp -/- Tg(∆Prnp)
Prnp -/-
Shmerling et al., Cell,
Vol. 93 (1998), 203-214Belastungseinschätzung
Welfare assessment und Phänotypisierung von ca. 5000
transgenen Mauslinien (Schweiz, 1997-2005)
Belastungsbeurteilung:
„gering“ 7%
„mittel“ 5%
„schwer“ 2%
11Belastungseinschätzung
Welfare evaluation of genetically modified mice - An inventory study of
reports to the Danish Animal Experiments Inspectorate
by Rikke Thon et al., (2002) Scand. J. Lab. Animal Science, Vol. 29
Belastungsbeurteilung:
21% minor discomfort
15% severe discomfort
Special care with regard to animal welfare was provided in
34% of the cases.
12Belastungseinschätzung gemäß
Richtlinie 2010/63/EU
Ziel: ‚Welfare‘ Profil für jede genetisch veränderte Linie
• Welche Kriterien (Kriterienkatalog)?
• Wie viel und welche Tiere (Generation, Alter, Geschlecht, Genotyp,
Hintergrund)?
• Wer begutachtet den PT der Tiere (Belastungsgrad,
Zuchtstrategie, Empfehlungen bezüglich Reduction und Refinement)?
• Wie werden die Daten erhoben, aufbewahrt, publiziert und
aktualisiert (Datenbank, ‚Mouse Passport‘)?
• Wer trägt die Verantwortung (Tierhaltung vs. Nutzer)?
… sind im Gesetzt nicht festgelegt!
13SHIRPA-protocol
for comprehensive phenotype assessment
SmithKline Beecham Pharmaceuticals;
Harwell, MRC Mouse Genome Centre
and Mammalian Genetics Unit;
Imperial College School of Medicine at
St Mary’s; Royal London Hospital, St
Bartholomew’s;
Royal London School of Medicine;
Phenotype
Assessment
14European Mouse Phenotyping Resource of Standardised Screens
GMC I: Primäres und/oder umfassendes PT
GMC II: Hypothesen-getriebenes PT mit
Einbeziehung von Umweltfaktoren
GMCIII: Systematische Analyse von
Pharmazeutika
15Welfare Assessment
Beurteilung der Neonaten und Absetzer
Belasteter Phänotyp ?
16Wurfkontrolle während der frühen Säugephase
• Anzahl Neugeborener (Totgeburten, Kannibalismus)
und Geburtstag
• Wurfnummer
• Besonderheiten / BeobachtungenWurfkontrolle während der frühen Säugephase • allgemeiner Zustand der Neugeborenen • morphologische Besonderheiten (auffällige Tiere ggf. markieren) • Nahrungsaufnahme • auf prognostizierte Phänotypen achten
Beobachtung und Dokumentation
Mutanten mit belasteten Phänotypen
(neonatale hepatische Steatose)
Adk+/+ Adk-/-
Boison et al., PNAS (2002)Wurfkontrolle während der frühen Säugephase Allgemeiner Zustand (auffällige Tiere kennzeichnen und dokumentieren) Dokumentation beim Absetzen: Termin, Anzahl (Differenz), Geschlecht, Verbleib
Welfare Assessment
Beurteilung der Neonaten und Absetzer
Belasteter Phänotyp?
nein ja
Dokumentation Information der Behörde,
(Auf-) Zucht + Haltung PT-Charakterisierung
Belasteter Phänotyp?
‚Welfare‘ Profil (Schweregrad)
22Mutanten mit belasteten Phänotypen
(mutant neuroserpin inclusion bodies)
S49P
-/-
23 months
+/-
S52R
21 months
Galliciotti et al., A J Pathol. (2007) Vol. 170Welfare Assessment
Beurteilung der Neonaten und Absetzer
Belasteter Phänotyp?
nein ja
Dokumentation Information der Behörde,
ja
(Auf-) Zucht + Haltung PT-Charakterisierung
Belasteter Phänotyp?
nein ‚Welfare‘ Profil (Schweregrad)
Datenbank 24http://phenome.jax.org
25http://phenome.jax.org
Mouse strain: C57BL/6J
Phenotype data
• appearance and coat color • endocrine
• behavior • eye
• blood--clinical chemistry • gallbladder
• blood--hematology • immune system
• blood--lipids • ingestive preference
• blood--xenobiotics • kidney
• body composition • liver
• body weight size and growth • metabolism
• bone • muscle
• brain • nervous system
• cancer • neurosensory
• cardiovascular • reproduction
• cell and tissue damage • respiratory
• development • sleep patterns
• ear • spleen
26Belastungseinschätzung und
Genehmigungsverfahren
1. Vorgangsweise bis zur Beendigung des Status Quo?
2. Genehmigungsverfahren: Meldung an die Behörde (wann,
wie und welche Linien?)
3. Anerkennung einer prospektive Belastungseinschätzung
(auf der Grundlage welcher vorhandenen Informationen)?
4. Angaben zur Anzahl der beantragten Tiere für die Zucht!
5. Festlegung der Beurteilungskriterien und einheitliche
Gestaltung der Datensammlung!
6. Belastungskatalog für genetisch veränderte Tiere.
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