Håndteringsteknikker til reduktion af stress hos mus

Summary

Dette papir beskriver en håndteringsteknik hos mus, 3D-håndteringsteknikken, som letter rutinemæssig håndtering ved at reducere angstlignende adfærd og præsenterer detaljer om to eksisterende relaterede teknikker (tunnel- og halehåndtering).

Abstract

Forsøgsdyr udsættes for flere manipulationer af forskere eller dyreplejeudbydere. Den stress, dette forårsager, kan have dybtgående virkninger på dyrs trivsel og kan også være en forvirrende faktor for eksperimentelle variabler såsom angstforanstaltninger. I årenes løb er håndteringsteknikker, der minimerer håndteringsrelateret stress, blevet udviklet med særligt fokus på rotter og lidt opmærksomhed på mus. Det har dog vist sig, at mus kan vænnes til manipulationer ved hjælp af håndteringsteknikker. At vænne mus til håndtering reducerer stress, letter rutinemæssig håndtering, forbedrer dyrs trivsel, reducerer datavariationen og forbedrer eksperimentel pålidelighed. På trods af gavnlige virkninger af håndtering anvendes haleopstyrtningen, som er særlig stressende, stadig i vid udstrækning. Dette papir giver en detaljeret beskrivelse og demonstration af en nyudviklet musehåndteringsteknik, der har til formål at minimere den stress, som dyret oplever under menneskelig interaktion. Denne manuelle teknik udføres over 3 dage (3D-håndteringsteknik) og fokuserer på dyrets evne til at vænne sig til eksperimentatoren. Denne undersøgelse viser også effekten af tidligere etablerede tunnelhåndteringsteknikker (ved hjælp af en polycarbonattunnel) og haleopspørgningsteknikken. Specifikt undersøgt er deres virkninger på angstlignende adfærd ved hjælp af adfærdstest (Elevated-Plus Maze og Nyhed undertrykt fodring), frivillig interaktion med eksperimentatorer og fysiologisk måling (kortikosteronniveauer). 3D-håndteringsteknikken og tunnelhåndteringsteknikken reducerede angstlignende fænotyper. I det første eksperiment, ved hjælp af 6 måneder gamle mandlige mus, forbedrede 3D-håndteringsteknikken eksperimenterinteraktionen betydeligt. I det andet eksperiment, ved hjælp af 2,5 måneder gammel kvinde, reducerede det kortikosteronniveauer. 3D-håndteringen er således en nyttig tilgang i scenarier, hvor interaktion med eksperimentatoren er påkrævet eller foretrukket, eller hvor tunnelhåndtering muligvis ikke er mulig under eksperimentet.

Introduction

Mus og rotter er væsentlige aktiver til prækliniske undersøgelser^1,2 til flere formål, herunder endokrinale, fysiologiske, farmakologiske eller adfærdsmæssige undersøgelser². Fra det stigende antal undersøgelser, der involverer dyr, opstod det , at ukontrollerede miljøvariabler, herunder menneskelig interaktion, påvirker forskellige resultater i biomedicinsk forskning^3,4,5. Dette er ansvarlig for betydelig variation observeret på tværs af eksperimenter og forskningslaboratorier^4,5, udgør en stor advarsel i dyreforskning.

Der er gennemført forskellige tilgange med det formål at begrænse virkningen af miljøstressorer og reducere reaktiviteten til menneskelig interaktion. For eksempel, for at begrænse virkningen af miljøstressorer, standardisering af boligforhold og automatiserede boligsystemer^6,7 er blevet implementeret på tværs af^{laboratorier.} Med hensyn til interaktion med mennesker havde almindeligt anvendte tilgange til håndtering og transport af dyr ringe hensyntagen til ubehag og stress hos dyr. For eksempel øger opplukning af dyr i halen eller ved hjælp af pincet⁸ baseline angst^9,10,11, reducerer efterforskning^9,12 og bidrager i høj grad til inter-individuelle variabilitet i og på tværs af undersøgelser^13,14. Som følge heraf blev der udviklet andre tilgange, såsom kophåndteringsteknikken, som gælder for mus og rotter. I denne tilgang er dyrene “cupped” ud af deres bur og holdes af forsøgerne med deres hænder, der danner en kop^9,10,11. Et andet nyttigt alternativ til halehåndtering indebærer brug af en polycarbonattunnel til overførsel af mus^9,10,15. Denne fremgangsmåde eliminerer direkte interaktion mellem musen og eksperimentatoren. Både kop og tunnel tilgange viste effekt i at reducere angst-lignende adfærd og frygt for experimenter, der kan overdrives af aversive håndtering teknikker, såsom hale pick up / hale håndtering^9,10.

Derfor viser stigende dokumentation nytten af korrekt musehåndtering for at reducere variationen mellem^{individerne 9,11}og forbedre^{dyrevelfærden 10}. De teknikker, der er nævnt ovenfor, står dog stadig over for begrænsninger. Kophåndteringsteknikken er implementeret med tidsplaner fra 10 dage (10 sessioner over 2 uger¹⁶) op til 15 uger¹⁷, hvilket er en betydelig mængde tid for facilitetspersonale og eksperimenter. Derudover, effektiviteten af kop håndtering varierer efter stamme⁹ og konventionelle kop håndtering i åbne hænder kan føre til naive mus eller særligt nervøse stammer til at hoppe fra hånden^9,18. Tunnelhåndtering resulterer i mere konsistente og generelt hurtigere resultater i gentling¹⁹. Tunneler bruges også som hjemme bur berigelse. De hjælper dyr med at vænne sig til at håndtere hurtigt og give de ekstra fordele ved berigelse. Tunnelhåndtering har imidlertid begrænsninger ved overførsel af dyr mellem apparater. Interessant nok viste Hurst og West⁹, og Henderson et al.^20, at brug af blid og kort manuel håndtering til at overføre dyr fra tunnelen til apparatet ikke påvirker deres fænotype.

For at give et alternativ til eksisterende metoder, med opnåelig tilvænning på kort tid, beskriver denne artikel en ny teknik, der udvider kophåndteringsteknikken og derfor ikke kræver noget bestemt udstyr. Denne tilgang bruger milepæle til at måle niveauet af komfortmus har med håndteringsprocessen. Det viser effekt ved faldende musereaktivitet og stress (på adfærdsmæssige og hormonelle niveauer), letter rutinemæssig håndtering og bidrager til at reducere variationen mellem dyr. Detaljer om denne teknik leveres her, og dens effektivitet ved at reducere angstlignende adfærd, forbedre interaktionen med eksperimentatorer og begrænse perifer stresshormon (corticosteron) frigivelse demonstreres i to separate undersøgelser (mandlige og kvindelige mus), sammenlignet med tunnelhåndtering (positiv kontrol) og halehåndteringsteknikker (negativ kontrol).

Protocol

Forsøg med dyreforsøg blev godkendt af CAMH’s dyreplejeudvalg og gennemført i overensstemmelse med retningslinjerne fra Det Canadiske Råd for Dyrepleje. BEMÆRK: Den håndteringsmetode, der er beskrevet heri, kan anvendes i forskellige musestammer, herunder ikke-transgene (C57/BL6, BalbC, CD1, SV129 osv.) og transgene linjer. Det kan også bruges med unge eller gamle mus og bemærke, at unge voksne (4-6 uger gamle) mus har tendens til at være lidt mere aktive end voksne eller gamle mus, i…

Representative Results

To separate undersøgelser blev udført med C57BL/6 mus. Undersøgelse #1 omfattede 6-måneder gamle mænd og Undersøgelse #2 omfattede 2,5 måneder gamle kvinder (N = 36/study) fra Jackson Laboratories (Cat #000664). Mus ankom til anlægget i en alder af 2 måneder. Mens undersøgelse #2 hunner blev håndteret og testet to uger efter ankomsten, blev Undersøgelse #1 mænd kun håndteret og testet i en alder af 6 måneder (forsinkelse på grund af global pandemilukning). I løbet af denne tid døde en mus fra Study #2, …

Discussion

Denne undersøgelse og metodeudvikling er baseret på den observation, at håndteringsteknikker hos mus stadig overses af det videnskabelige samfund, og at nogle laboratorier stadig er tilbageholdende med at implementere tilvænnings- eller håndteringsteknikker for at reducere stress og reaktivitet hos deres dyr forud for forsøg. Samtidig med at dyrehåndteringen repræsenterer en tidsforpligtelse, giver den gavnlige virkning for dyrene, som kan bidrage til, at de forsøg, der skal udføres, bliver en succes, og forhin…

Materials

23 G x 1 in. BD PrecisionGlide general use sterile hypodermic needle. Regular wall type and regular bevel.	BD	2546-CABD305145	Needles for Blood collection
BD Vacutainer® Venous Blood Collection EDTA Tubes with Lavender BD Hemogard™ closure, 2.0ml (13x75mm), 100/pk	BD	367841	EDTA Coated tubes for blood collection
Bed’o cobs ¼” Corn cob laboratory animal bedding	Bed-O-Cobs	BEDO1/4	Novel bedding for novelty suppressed feeding
Centrifuge	Eppendorf	Centrifuge 5424 R	For centrifugation of blood.
Corticosterone ELISA Kit	Arbor Assays	K003-H1W
Digital Camera	Panasonic	HC-V770	Camera to record EPM/Experimenter interactions
Elevated Plus Maze	Home Made	n/a	Custom Maze made of four black Plexiglas arms (two open arms (29cm long by 7 cm wide) and two enclosed arms (29 cm long x7 cm wide with 16 cm tall walls)) that form a cross shape with the two open arms opposite to each other held 55 cm above the floor
Ethanol	Medstore House Brand	39753-P016-EA95	Dilute to 70% with Distilled water, for cleaning
Ethovision XT 15	Noldus	n/a	Automated animal tracking software
Laboratory Rodent Diet	LabDiet	Rodent Diet 5001	Standard Rodent diet
Memory Card	Kingstone Technology	SDA3/64GB	For video recording and file transfer
Novelty Suppressed Feeding Chamber	Home Made	n/a	Custom test plexiglass test chamber with clear floors and walls 62cm long, by 31cm wide by 40cm tall .
Parlycarbonate tubes	Home Made	n/a	13 cm in length and 5cm in diameter
Purina Yesterday’s news recycled newspaper bedding	Purina	n/a	Standard Bedding
Spectrophotometer	Biotek	Epoch Microplate Reader