Experimental determination of humane endpoints in infection studies with rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)

• Unité de recherche: OSAV
• Numéro de projet: 2.14.04
• Titre du projet anglais: Experimental determination of humane endpoints in infection studies with rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)

Mots-clé (Allemand)

Infektionsversuche, Bakterien, Fische, Abbruchkriterien, humane Endpunkte

Mots-clé (Anglais)

Infection studies, bacteria, fish, humane endpoints

Description succincte (Allemand)

In vielen Ländern ist heutzutage die Festlegung von Abbruchkriterien bzw. humanen Endpunkten bei der Planung und Durchführung von Tierversuchen gesetzlich vorgeschrieben. Ziel bei der Einführung von Abbruchkriterien ist die Reduktion des Leidens der Versuchstiere auf das absolut Notwendigste. Dies soll erreicht werden, indem die Tiere beim ersten Anzeichen des bevorstehenden Todes aus dem Versuch entfernt und auf humane Art getötet werden.

Die Hauptschwierigkeit bei der Etablierung von Abbruchkriterien liegt in der Abwägung zwischen Tierwohl und wissenschaftlichem Erkenntnisgewinn: im Sinne des Tierwohls sollte ein Tier so früh wie möglich aus einem Versuch entnommen werden. Wird ein Tier jedoch zu früh entnommen, kann dies negative Auswirkungen auf die Aussagekraft der Resultate einer Studie haben. Erschwerend kommt zudem hinzu, dass die Wahl eines optimalen Abbruchkriteriums von einer Vielzahl von Faktoren abhängt, z.B. von der eingesetzten Tierart, der Art der Untersuchungen oder des verwendeten Stressors. Abbruchkriterien müssen somit sehr sorgfältig und für jede Tier- und/oder Studienart speziell festgelegt werden.

Verglichen mit der Forschung mit Säugetieren, gibt es in der Forschung mit Fischen erst relativ wenige Bestrebungen humane Endpunkte in Tierversuchen einzuführen. Zwar verwenden einige europäische Labors bei der Durchführung von Akuten Toxizitätstests das Moribund-Stadium als Abbruchkriterium. Da bis jetzt jedoch eine allgemein anerkannte Definition des Moribund-Stadiums fehlt, gibt es zwischen den verschiedenen Labors geringfügige Unterschiede bezüglich der Beurteilungskriterien. Dies kann Auswirkungen auf die Vergleichbarkeit von Versuchsresultaten haben.

Für Infektionsstudien mit Fischen, z.B. zur Überprüfung der Effektivität von Impfstoffen und/oder Immunstimulanzien, wurden bis jetzt noch kaum humane Endpunkte etabliert, obwohl solche Studien üblicherweise die höchsten Schweregrade aufweisen. Zwar hat das Zentrum für Fisch- und Wildtiermedizin FIWI basierend auf seinen bisherigen Erfahrungen mit solchen Studien ein Score Sheet zur Ermittlung von Abbruchkriterien erstellt. Die darin enthaltenen Beurteilungskriterien basieren jedoch lediglich auf Beobachtungen und wurden nicht experimentell ermittelt. Zur Erhöhung der Objektivität, Verlässlichkeit und Vergleichbarkeit sind aber experimentell ermittelte und abgesicherte Abbruchkriterien unerlässlich.

Ziel dieser Studie ist deshalb die experimentelle Ermittlung von objektiven, möglichst einfach zu erfassenden Abbruchkriterien für Infektionsversuche mit Fischen. Dies soll im Rahmen einer veterinärmedizinischen Dissertation, mit Hilfe von drei videoüberwachten Infektionsversuchen mit individuell markierten Regenbogenforellen geschehen. Dabei sollen einerseits die im Score Sheet des FIWI zusammengetragenen Abbruchkriterien verifiziert und allenfalls optimiert und/oder ergänzt werden. Anderseits soll auch untersucht werden, welchen Einfluss immunitätsfördernde Massnahmen (Vakzinierungen, Fütterung mit Immunstimulanzien) auf den Krankheitsverlauf und somit die Wahl von Abbruchkriterien haben können. Zu guter Letzt soll basierend auf den in dieser Studie verwendeten Protokollen eine Anleitung erstellt werden, mit deren Hilfe auch für andere Fisch- und/oder Studienarten objektive Abbruchkriterien experimentell ermittelt werden können.

Description succincte (Anglais)

The establishment of humane endpoints in animal experiments is requested by law in many countries nowadays. Purpose of the application of humane endpoints is the reduction of animal suffering to an absolute minimum. This should be achieved by removing animals from a study (and if necessary euthanizing them) at the earliest signs of impending death.

The main challenge regarding the establishment of humane endpoints lies in the trade-off between animal welfare and the gain of scientific knowledge: from a welfare point of view, an animal should be removed from an experiment as early as possible. But removing an animal too early may negatively affect the significance of the study results. Moreover, the choice of an ideal endpoint may be affected by various different factors such as the animal species, the type of examination and/or the type of stressor used in a study. Hence, humane endpoints have to be chosen very carefully and may have to be adapted individually to every kind of study species and/or study type.

In contrast to research with mammals, efforts to establish humane endpoints in research with fish are rather limited. Some European laboratories use the moribund state as a humane endpoint in acute toxicity tests. However, due to a lack of a commonly acceptable definition for the state of moribund, the evaluation criteria may slightly vary between different laboratories resulting in a potentially limited comparability of the study results.

Infection studies with fish, for example to test the effectiveness of vaccines or immunostimulants, are usually rated as severe with respect to animal welfare. That said humane endpoints for this kind of studies barely exist. Based on past experiences, the Centre for Fish and Wildlife Health FIWI has created a score sheet with evaluation criteria to identify humane endpoints. However, these criteria are only based on observations and have not been determined experimentally. Nevertheless, to increase objectiveness and to improve reliability and comparability of results, experimentally determined evaluation criteria might be crucial.

The goal of this study is to experimentally establish simple and reliable humane endpoints for infection studies with fish. This should be carried out within the context of a veterinary medicine dissertation by means of three video monitored infection experiments with individually marked rainbow trout. On the one hand, the evaluation criteria of the FIWI score sheet should be verified and if necessary modified. On the other hand, the influence of immune supporting factors (e.g. vaccines or immunostimulants) on the course of an infection and hence on the determination of humane endpoints should be investigated. Finally, based on the methods used in this study a general protocol for the experimental establishment of humane endpoints for infection studies with fish should be created.

 

Objectifs du projet (Allemand)

Ziel der Studie ist die Definition von objektiven, einfach erfassbaren Abbruchkriterien für Infektionsversuche mit bakteriellen Fischpathogenen und Regenbogenforellen. Dabei sollen auch Faktoren berücksichtigt werden, welche die Wahl der Abbruchkriterien beeinflussen können. Dazu sollen folgende drei Versuche durchgeführt werden:

Im ersten Versuch sollen unbehandelte Regenbogenforellen mit einem bakteriellen Fischpathogen infiziert und rund um die Uhr videoüberwacht werden. Ziel dieses ersten Versuches ist die Etablierung der Methode zur experimentellen Ermittlung von Abbruchkriterien.

Im zweiten Versuch sollen Regenbogenforellen mit einem anderen bakteriellen Fischpathogen infiziert und ebenfalls rund um die Uhr videoüberwacht werden. Im Gegensatz zum ersten Versuch sollen die infizierten Fische jedoch entweder unbehandelt oder mit Immunstimulanzien vorbehandelt sein. Immunstimulanzien werden in der Aquakultur häufig in Form von Futterzusätzen eingesetzt. Sie sollen dabei helfen, das Immunsystem der Fische zu stärken. Vor einer allfälligen Vermarktung muss die Wirksamkeit von neuen Immunstimulanzien jeweils in einem Infektionsversuch überprüft werden. Da eine Vorbehandlung mit Immunstimulanzien den Krankheitsverlauf verändern kann, kann diese auch die Wahl der Abbruchkriterien beeinflussen. Ziel des zweiten Versuches ist somit einerseits die Überprüfung, ob die im ersten Versuch ermittelten Abbruchkriterien auch für Infektionsversuche mit einem anderen Fischpathogen anwendbar sind. Anderseits soll analysiert werden, ob und inwiefern die Abbruchkriterien angepasst werden müssen, wenn Fische mit Immunstimulanzien vorbehandelt sind.

Der dritte Versuch soll vergleichbar dem zweiten ablaufen, ausser dass hier die eine Hälfte der Fische vor der Infektion geimpft anstatt mit Immunstimulanzien vorbehandelt werden soll. Wie die Immunstimulanzien sind Vakzine in der Aquakulturindustrie ein wichtiges Instrument zur Verhinderung von Krankheiten. Die Effektivität von neuen Vakzinen muss jeweils ebenfalls in einem Infektionsversuch getestet werden. Da eine vorgängige Impfung der Fische den Krankheitsverlauf positiv beeinflussen sollte, kann sie auch einen Einfluss auf die Wahl der Abbruchkriterien haben. Ziel des dritten Versuches ist somit die Überprüfung, ob und inwiefern die Abbruchkriterien angepasst werden müssen, wenn Fische vor einer Infektion geimpft wurden.

Anhand der Ergebnisse aus den drei Versuchen sollen aktualisierte, an die jeweiligen Versuchsvorgaben angepasste Score Sheets erstellt werden. Zusätzlich soll basierend auf den in dieser Studie verwendeten Protokollen eine Anleitung erstellt werden, mit deren Hilfe auch für andere Arten von Fischversuchen objektive Abbruchkriterien experimentell ermittelt werden können.

 

Publications / Résultats (Allemand)

Documents annexés

• 2.14.04 DB MJB 2017 Wahli [PDF] 346 kB

Adresses URL (Allemand)

2.14.04 Wahli Experimentelle Ermittlung von Abbruchkriterien für Infektionsversuche mit Regenbogenf…