Belastungseinschätzung genetisch veränderter Tiere - GV

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
Phänotypisierung ihrer Modelle
4) Mertens C. and T. Rülicke (2000) Umfassendes Formular zur strukturierten Charakterisierung gentechnisch
veränderter Tierlinien. ALTEX 17, 1/00; 15 - 21.
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
17
Ende Artikel
des Verfahrens
Ende des
Verfahrens
(1) Ein Verfahren gilt als beendet,
…….
wenn bei genetisch veränderten,
(1)
Ein Verfahren
als beendet,
……. wenn bei Tierlinien
genetischan
veränderten,
neuen
oder nichtgilt
ausreichend
charakterisierten
der
neuen
Tierlinien
an
der
Nachkommenschaft
keine
weiteren
Beobachtungen
Nachkommenschaft keine weiteren Beobachtungen mehr anzustellen sind
mehr
anzustellen
oder diese
nicht mehr
erwartetLeiden
wird, dass
Schmerzen,
Leiden
oder Ängste
oder nicht
mehr erwartetsind
wird, dass
Schmerzen,
oder diese
Ängste
empfindet oder
dauerhafte
empfindet
oder dauerhafte
Schäden erleidet,
…….. Schäden erleidet, ……..
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Generierung und Archivierung
genetisch veränderter Linien
International Knockout Mouse Consortium
7
Sequenzspezifische Endonukleasen

Zinc finger Nukleasen
TALE Nukleasen
CRISPR/Cas9 System
Gene targeting ohne ES-Zellen
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), 203-214
Belastungseinschätzung
Welfare assessment und Phänotypisierung von ca. 5000
transgenen Mauslinien (Schweiz, 1997-2005)
Belastungsbeurteilung:
„gering“
„mittel“
„schwer“
7%
5%
2%
11
Belastungseinschätzung
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.
12
Belastungseinschätzung 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!
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SHIRPA-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
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European 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
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Welfare Assessment
Beurteilung der Neonaten und Absetzer
Belasteter Phänotyp ?
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Wurfkontrolle während der frühen Säugephase
• Anzahl Neugeborener (Totgeburten, Kannibalismus)
und Geburtstag
• Wurfnummer
• Besonderheiten / Beobachtungen
Wurfkontrolle 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
(Auf-) Zucht + Haltung
Information der Behörde,
PT-Charakterisierung
Belasteter Phänotyp?
‚Welfare‘ Profil (Schweregrad)
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Mutanten mit belasteten Phänotypen
S49P
(mutant neuroserpin inclusion bodies)
-/-
S52R
+/-
23 months
21 months
Galliciotti et al., A J Pathol. (2007) Vol. 170
Welfare Assessment
Beurteilung der Neonaten und Absetzer
Belasteter Phänotyp?
ja
nein
Dokumentation
(Auf-) Zucht + Haltung
ja
Information der Behörde,
PT-Charakterisierung
Belasteter Phänotyp?
nein
‚Welfare‘ Profil (Schweregrad)
Datenbank
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http://phenome.jax.org
25
http://phenome.jax.org
Mouse strain: C57BL/6J
Phenotype data
• appearance and coat color
• behavior
• blood--clinical chemistry
• blood--hematology
• blood--lipids
• blood--xenobiotics
• body composition
• body weight size and growth
• bone
• brain
• cancer
• cardiovascular
• cell and tissue damage
• development
• ear
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
endocrine
eye
gallbladder
immune system
ingestive preference
kidney
liver
metabolism
muscle
nervous system
neurosensory
reproduction
respiratory
sleep patterns
spleen
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Belastungseinschätzung 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.
FELASA Recommendation
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