Modifizierte Schwanzvenen- und Penisvenenpunktion zur Blutentnahme im Rattenmodell
Summary
Hier stellen wir ein Protokoll vor, das schnelle, einfache und zuverlässige Alternativen zur Blutentnahme für das Rattenmodell bietet. Je nach Kontext beschreiben wir drei verschiedene Methoden der Blutentnahme: Schwanzvenenpunktion unter Narkose oder bei bewusstem Bewusstsein und dorsale Penisvenenpunktion unter Narkose.
Abstract
In den meisten Versuchstierversuchen werden Blutproben benötigt, um verschiedene hämatologische Parameter zu beurteilen. In dieser Arbeit werden zwei Verfahren zur Blutentnahme bei Ratten vorgestellt: die laterale Schwanzvenenpunktion und die dorsale Penisvenenpunktion, die erhebliche Vorteile gegenüber anderen zuvor beschriebenen Techniken bieten. Diese Studie zeigt, dass diese beiden Verfahren eine schnelle Probenahme (unter 10 min) ermöglichen und ausreichende Blutvolumina für die meisten Assays (202 μl ± 67,7 μl) liefern. Die Punktion der dorsalen Penisvene muss unter Narkose durchgeführt werden, während die Punktion der lateralen Schwanzvene bei einem bewussten, zurückgehaltenen Tier durchgeführt werden kann.
Der Wechsel dieser beiden Techniken ermöglicht daher eine Blutentnahme in jeder Situation. Es wird zwar immer empfohlen, dass ein Bediener während eines Eingriffs unterstützt wird, um das Wohlergehen der Tiere zu gewährleisten, aber diese Techniken erfordern nur einen einzigen Bediener, im Gegensatz zu den meisten Blutentnahmemethoden, bei denen zwei erforderlich sind. Während diese zuvor beschriebenen Methoden (z. B. Halsstab, Blutabnahme der Schlüsselbeinvene) eine umfangreiche vorherige Schulung erfordern, um eine Schädigung oder den Tod des Tieres zu vermeiden, sind die Punktion der Schwanzvene und der dorsalen Penisvene selten tödlich. Aus all diesen Gründen und je nach Kontext (z. B. bei Studien mit männlichen Ratten, während der perioperativen oder unmittelbaren postoperativen Phase bei Tieren mit dünnen Schwanzvenen) können beide Techniken abwechselnd eingesetzt werden, um wiederholte Blutentnahmen zu ermöglichen.
Introduction
Die Blutentnahme ist für die meisten Tierversuche sowohl in vivo als auch in vitro erforderlich. Da bei Ratten die Häufigkeit und Menge der Blutentnahme von Bedeutung sein kann, ist es hilfreich, verschiedene Alternativen für die Entnahme zu haben. In früheren Studien wurden verschiedene Methoden beschrieben.
Die am häufigsten verwendeten Techniken sind die Schwanzvenenpunktion und die Blutabnahme der Vena saphena. Die Schwanzvenenprobenahme ist für alle Rattenstämme geeignet. Mit der richtigen Ausbildung ist der Eingriff einfach durchzuführen und verursacht dem Tier nur minimalen Stress1. Ebenso ist die Blutabnahme der Vena saphena, sofern sie richtig durchgeführt wird, eine schnelle und einfache Entnahmemethode. Keine der beiden Methoden erfordert eine Anästhesie, und beide ermöglichen die wiederholte Entnahme kleiner Blutmengen. Die Punktion der Vena saphena führt jedoch in der Regel zu einem geringeren Blutvolumen1 und erfordert die Anwesenheit von zwei Personen, um eine Hintergliedmaße für die Punktion2 freizulegen.
Wenn große Mengen Blut von einem einzelnen Tier entnommen werden müssen, kann eine Herzpunktion oder Punktion der Hohlvene verwendet werden (einer 150-g-Ratte mit Herzpunktionkönnen bis zu 10 ml Blut entnommen werden 2). Diese Techniken erfordern eine Anästhesie und sind unheilbare Eingriffe. Das Tier muss nach einer dieser beiden Techniken eingeschläfert werden2. Der Halsstab ist eine Alternative, die eingesetzt werden kann, wenn in einer Studie, die ihren Endpunkt noch nicht erreicht hat, große Mengen Blut entnommen werden müssen. Diese Technik erfordert jedoch auch erhebliche technische Fähigkeiten, um Schäden für das Tier zu vermeiden. Daher sollte seine Verwendung eingeschränkt werden3.
Andere Techniken, wie z. B. die Blutabnahme der Schlüsselbeinvene, erfordern keine Anästhetika vor der Blutentnahme und ermöglichen die wiederholte Entnahme kleiner Blutmengen. Für diese Technik sind jedoch eine zurückhaltende Handhabung und ein entsprechender Nadelschnitt erforderlich. Eine unsachgemäße Operation kann zu Tierschmerzen oder sogar zum Tod führen, und das Training für diese Methode kann anspruchsvoll sein4.
Andere anekdotische Verfahren sind die Orbitapunktion und die sublinguale Venenpunktion, die beide eine Anästhesie erfordern und weder empfohlen noch weit verbreitet sind. Obwohl frühere Studien gezeigt haben, dass die Blutentnahme durch Orbitapunktion schneller ist als durch eine Schwanzvenenpunktion, wurde festgestellt, dass die Orbitapunktion unter Diethyletheranästhesie weniger gut vertragen wurde als die letztere Methode (basierend auf den Erregungswerten der Tiere und der Urinproduktion)5. Darüber hinaus wird diese Methode stark von den Fähigkeiten der Person beeinflusst, die den Eingriff durchführt, und wird hauptsächlich von erfahrenen Tierärzten durchgeführt. Im Vergleich dazu ist die sublinguale Venenpunktion weniger belastend und wird für wiederholte Blutentnahmen empfohlen6. Diese Technik hat jedoch schwerwiegende Nebenwirkungen, wie z. B. eine verminderte Futter- und Wasseraufnahme, die zum Tod des Tieres führen können7.
In dieser Studie werden zwei Methoden beschrieben, die in unserem Labor zur wiederholten Blutentnahme verwendet werden. Die Punktion der Schwanzvene kann bei einem bewussten Tier durchgeführt werden, und die Gewebeschäden und unerwünschten Auswirkungen sind minimal. Die Modifikation dieser Technik in dieser Studie umfasst die Stabilisierung des Schwanzes mit Zeige- und Mittelfinger, wodurch ein einzelner Bediener die Blutentnahme durchführen kann. Die dorsale Penisvenenpunktion wurde bereits für einfache intravenöse Injektionen beschrieben. Diese Technik wird unter Narkose durchgeführt und ermöglicht eine zuverlässige Blutquelle bei Schwierigkeiten mit anderen Methoden (z. B. in der unmittelbaren postoperativen Phase bei einem Kleintier, bei der perioperativen Blutentnahme unter Narkose). Ähnlich wie bei der Schwanzvenenentnahme hat die Verletzung an der Einstichstelle im Vergleich zu den oben genannten Techniken einen geringen Gesamteffekt auf das Tier8. Ziel dieser Methodenarbeit ist es, unerfahrenen Forschern je nach Kontext einfache und zuverlässige Alternativen zur Blutentnahme anzubieten (z.B. für Eingriffe unter Narkose, für Studien mit männlichen Ratten, für Tiere mit dünnen Schwanzvenen).
Protocol
Representative Results
Discussion
Die Schwanzvenenpunktion ist eine effiziente Methode, um Blut von einer bewussten Ratte zu gewinnen. Wenn ein Tier jedoch unter Narkose steht, kann die Wirkung von Isofluran zu Gefäßkrämpfen führen und eine Schwanzvenenpunktion ungeeignet machen11. Wie in dieser Studie gezeigt wurde, besteht eine Alternative in dieser Situation darin, Blut aus der Penisvene zu entnehmen, was erfolgreicher ist und in kürzerer Zeit ein deutlich größeres Blutvolumen liefert. Es ist wichtig, sich daran zu erinn…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde von Shriners Children’s Boston (B. E. U., K.U., C.L.C.) finanziert. L.C. wird von “La Bourse des Gueules Cassées”, “La Bourse Année Recherche” und “La Bourse de l’Amicale des Anciens Internes des Hôpitaux de Paris” finanziert. Y.B. wird von “La Bourse des Gueules Cassées” gefördert. Y.B. und I.F.V.R. werden von den Shriners Hospitals for Children finanziert (die Fellowships-ID lautet #84308-BOS-22 bzw. #84302-BOS-21). Dieses Material basiert teilweise auf Arbeiten, die von der National Science Foundation im Rahmen des Stipendiums Nr. EWG 1941543. Die teilweise Unterstützung durch die US-amerikanischen National Institutes of Health (R01EB028782, R56AI171958 und R01DK114506) wird dankbar gewürdigt. Abbildung 1 wurde mit BioRender.com erstellt.
Materials
| 0.5 mL | 28 G ½ Insulin Syringes | BD | 329424 | for tail vein puncture |
| 0.5 mL | 30 G x 5/16 Insulin Syringes | BD | 320468 | for penile vein puncture |
| 250 L Microtainer blood collection tubes with K2EDTA | BD | 365974 | |
| Gauze Sponges | Curity | 6939 | |
| Isoflurane Auto-Flow Anesthesia Machine | E-Z Systems | EZ-190F | for penile vein puncture |
| Isoflurane, USP | Patterson Veterinary | 1403-704-06 | for penile vein puncture |
| Nosecone for Anesthesia | World Precision Instruments | EZ-112 | for penile vein puncture |
| Rodent Restraint Cone | Harvard Apparatus | ST2 52-95-86 | for tail vein puncture |
| Small Animal Heated Operating Table (Adjustable) | Peco Services Ltd | 69023 | |
| Webcol Alcohol prep pads | Simply Medical | 5110 |
References
- Lee, G., Goosens, K. A. Sampling blood from the lateral tail vein of the rat. Journal of Visualized Experiments. (99), e52766 (2015).
- Beeton, C., Garcia, A., Chandy, K. G. Drawing blood from rats through the saphenous vein and by cardiac puncture. Journal of Visualized Experiments. (7), 266 (2007).
- Luzzi, M., et al. Collecting blood from rodents: A discussion by the Laboratory Animal Refinement and Enrichment Forum. Animal Technology and Welfare. 4 (2), 99-102 (2005).
- Wang, L., et al. Repetitive blood sampling from the subclavian vein of conscious rat. Journal of Visualized Experiments. (180), e63439 (2022).
- Van Herck, H., et al. Blood sampling from the retro-orbital plexus, the saphenous vein and the tail vein in rats: Comparative effects on selected behavioural and blood variables. Laboratory Animals. 35 (2), 131-139 (2001).
- Harikrishnan, V. S., Hansen, A. K., Abelson, K. S., Sørensen, D. B. A comparison of various methods of blood sampling in mice and rats: Effects on animal welfare. Laboratory Animals. 52 (3), 253-264 (2018).
- Zeller, W., Weber, H., Panoussis, B., Bürge, T., Bergmann, R. Refinement of blood sampling from the sublingual vein of rats. Laboratory Animals. 32 (4), 369-376 (1998).
- Nightingale, C. H., Mouravieff, M. Reliable and simple method of intravenous injection into the laboratory rat. Journal of Pharmaceutical Sciences. 62 (5), 860-861 (1973).
- Blood collection: The rat. IACUC Guideline. UCSF Office of Research Institutional Animal Care and Use Program Available from: https://iacuc.ucsf.edu/sites/g/files/tkssra751/f/wysiwyg/guidelines%20-%20Blood%20Collection%20-%20Rat.pdf (2022)
- Staszyk, C., Bohnet, W., Gasse, H., Hackbarth, H. Blood vessels of the rat tail: A histological re-examination with respect to blood vessel puncture methods. Laboratory Animals. 37 (2), 121-125 (2003).
- Constantinides, C., Mean, R., Janssen, B. J. Effects of isoflurane anesthesia on the cardiovascular function of the C57BL/6 mouse. ILAR Journal. 52 (3), e21-e31 (2011).
- Hernaningsih, Y., Akualing, J. S. The effects of hemolysis on plasma prothrombin time and activated partial thromboplastin time tests using photo-optical method. 의학. 96 (38), 7976 (2017).
- Powles-Glover, N., Kirk, S., Jardine, L., Clubb, S., Stewart, J. Assessment of haematological and clinical pathology effects of blood microsampling in suckling and weaned juvenile rats. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 69 (3), 425-433 (2014).
