Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift 27.06.2018

Abluftstaubanalyse als neue Methode zum Hygienemonitoring von Nagerkolonien in individuell belüfteten Käfigsystemen: Ein Beitrag zur Reduktion von Versuchstieren

Exhaust Air Particle PCR as a new method for the hygienic monitoring of IVC reared rodent colonies: A contribution to the reduction of experimental animals

Zusammenfassung
Der Hygienestatus von Versuchstieren ist essenziell für deren Gesundheit, aber auch ausschlaggebend für die Aussagekraft und Reproduzierbarkeit von Versuchsergebnissen in der biomedizinischen Forschung. Üblicherweise werden für das Hygienemonitoring in individuell belüfteten Käfigsystemen (IVC) Sentineltiere eingesetzt, die auf gebrauchter Einstreu der zu überwachenden Mauspopulation gehalten werden. Nach einer adäquaten Expositionszeit werden diese Sentineltiere getötet und stellvertretend für die zu untersuchende Kolonie auf unerwünschte Erreger getestet, was zu einem hohen Tierverbrauch allein zum Zwecke der Hygieneuntersuchung führt. Diese Monitoringstrategie unterliegt Limitationen: IVCs verhindern die aerogene Übertragung von Pathogenen zwischen den Käfigen; durch die starke Verdünnung der Einstreu ist die Übertragung unerwünschter Erreger auf Sentinels nicht immer gegeben und die Empfänglichkeit der Sentinels gegenüber bestimmten Erregern ist gering. Die Untersuchung von Abluft-Staubproben mittels PCR stellt ein relativ neues und vielversprechendes Verfahren dar, welches das Hygienemonitoring in IVCSystemen verbessert und gleichzeitig den zusätzlichen Einsatz von Versuchstieren zu diesem Zweck vermeidet. Dieser Übersichtsartikel fasst den aktuellen Stand der Forschung zur neuen Hygienemonitoring Technologie zusammen. Gegenüber der bisherigen Strategie der Hygieneüberwachung mittels Sentinels hat sich Abluftstaub PCR als deutlich überlegen erwiesen. Infektionen werden überhaupt und bereits bei geringerer Prävalenz erkannt. Damit können in der biomedizinischen Forschung Versuchstiere ersetzt und zugleich das Wissen über den Hygienestatus der Nagerkolonien verbessert werden. Aufgrund der breiten Anwendbarkeit der Technologie ist der potentielle Replacement-Effektim Sinne der 3R beachtlich.

Schlüsselwörter
Maus, Versuchstier, 3R, Hygienemanagement, Umweltprobe, Sentinel

Summary
The hygienic status of laboratory animals is pivotal for animal health as well as for the reliability and reproducibility of experimental results in biomedical research. Common health monitoring strategies of individually ventilated cage (IVC) reared rodent colonies involve sentinel animals exposed to soiled bedding of the colony to monitor. After an adequate exposure time these sentinel mice representing all animals housed in the respective racks are euthanized and examined for unwanted organisms which results in higher numbers of animals used for the sole purpose of health monitoring. Sentinel monitoring is subject to limitations: IVCs prevent transmission of airborne pathogens; transmission of unwanted organisms to sentinels by used bedding is uncertain due to dilution and susceptibility of sentinels to some pathogens is low. Screening of exhaust air dust of IVC racks for nucleic acids of unwanted pathogens is a relatively new and promising approach to improve health monitoring in IVC systems whilst avoiding the additional use of animals for this purpose. This review article summarizes current studies on the new health monitoring technology. Exhaust Air Particle (EAP) PCR outperformed sentinel monitoring by far. Infections have been detected newly or at lower prevalence. Hence, laboratory animals can be replaced in biomedical research and knowledge on the hygienic status of rodent colonies can be improved. Since the technology has a broad applicability the possible impact as replacement according to the 3Rs is remarkable.

Keywords
mouse, experimental animal, 3R, hygiene management, environmental sample, sentinel

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