Translationale und angewandte Forschung: Erkrankungen des endokrinen Systems/des Stoffwechselsystems des Menschen
Ziele und zu erwartender Nutzen des Projekts
Beschreiben Sie die Projektziele (z. B. Erforschung wissenschaftlicher Unbekannter oder Deckung eines wissenschaftlichen oder klinischen Bedarfs).
Bei dem Projekt handelt es sich um eine Pilotstudie, bei der es in erster Linie darum geht die Gehirn-weiten neuronalen Auswirkungen von Appetitzüglern durch ein elektrophysiologisches Verfahren zu messen. Sekundär soll diese Pilotstudie die neuronalen Auswirkungen von drei Appetit-zügelnden Substanzen in verschiedenen Hirnarealen messen und quantifizieren und somit einen Datensatz zu erzeugen, der bei der späteren Messung der Wirkungen von anderen Substanzen als Positivkontrolle sowie zur biometrischen Fallzahlplanung dient.
Welcher potenzielle Nutzen dürfte sich aus diesem Projekt ergeben? Erläutern Sie, wie das Projekt die Wissenschaft voranbringen oder welcher Nutzen sich letztlich für Menschen, Tiere oder die Umwelt ergeben könnte. Bitte gegebenenfalls zwischen kurzfristigem Nutzen (während der Projektlaufzeit) und langfristigem Nutzen (der sich nach Abschluss des Projekts ergeben könnte) unterscheiden.
Sollte die Etablierung dieser Methode und die Messung der neuronalen Effekte der etablierten Substanzen gelingen, so ergibt sich hierdurch ein Verfahren, mit der in Zukunft neue, wirksamere und v.a. nebenwirkungsärmere appetitzügelnde Substanzen in vivo ge-screened und gefunden werden können. Hierbei liegt ein Hauptnutzen des zu etablierenden Verfahrens (falls rfolgreich) darin, dass weniger Tiere verwendet werden als bei anderen Ansätzen, weil dieselben Tiere wiederholt mit verschiedenen Substanzen oder Dosen bzw. unter verschiedenen Sättigungsbedingungen getestet werden können (Reduction). Darüber hinaus erlaubt dieser Ansatz Daten in vergleichsweise kurzer Zeit zu generieren (Effizienzgewinn) und Gehirn-weite Auswirkungen von Substanzen zu messen (höhere Datenqualität bzw. Informationsdichte). Zudem könnten die Daten eventuell mit potentiellen, zukünftig in Menschen aufgenommenen elektrophysiologischen Daten abgeglichen werden.
Zu erwartender Schaden
Bei welchen Verfahren werden die Tiere üblicherweise verwendet (z. B. Injektionen, chirurgische Eingriffe)? Geben Sie die Anzahl und die Dauer dieser Verfahren an.
Um das Ziel zu erreichen werden Feld-Elektroden in bis zu 15 Hirnarealen implantiert, die von den relevanten Substanzen direkt oder indirekt beeinflusst werden könnten. Nach Erholung von der Operation wird eine Substanz oder ihr Vehikel entweder in gesättigtem oder in nüchternem Zustand appliziert und die neuronale Aktivität unmittelbar vor sowie nach der Applikation über die Elektroden gemessen. Ein solcher Versuch wird einmal pro Woche durchgeführt und in folgenden Wochen jeweils unter anderen Bedingungen (andere Sättigungsbedingung oder andere Substanz bzw. Vehikel) wiederholt, so dass vom selben Tier vergleichbare Daten unter verschiedenen pharmakologischen Bedingungen vorliegen und vergleichend analysiert werden können.
Welche Auswirkungen/Schäden sind für die Tiere zu erwarten (z. B. Schmerzen, Gewichtsverlust, Inaktivität/eingeschränkte Mobilität, Stress, ungewöhnliches Verhalten) und wie lange halten diese Auswirkungen an?
Wir erwarten einen mittleren Schweregrad der Belastung für die verwendeten Mäuse. Die hauptsächliche potentielle Belastung ergibt sich aus der Operation, in der mehrere Elektroden implantiert werden. Weiterhin ergeben sich geringe Belastungen durch s.c. Injektionen von Pharmaka, durch die Verknüpfung der Maus mit einem dünnen Kabel zur elektrophysiologischen Messung während des Experiments sowie (bei der Hälfte der voraussichtlich 12 Testtage) durch den transienten Nahrungsentzug für einige Stunden vor dem Experiment.
Welche Arten sollen verwendet werden und wie hoch ist die Anzahl der zu verwendenden Tiere? Welche Schweregrade werden erwartet und wie hoch ist die Anzahl der Tiere je Schweregrad (nach Art)?
Art
Gesamtzahl
Geschätzte Anzahl je Schweregrad
Keine Wiederherstellung der Lebensfunktion
Gering
Mittel
Schwer
Mäuse (Mus musculus)
37
15
0
22
0
Was geschieht mit den am Leben bleibenden Tieren am Ende des Verfahrens?
Art
Geschätzte Anzahl der Tiere, die erneut verwendet, in den Lebensraum/das Haltungssystem zurückgebracht oder privat untergebracht werden.
Erneut verwendet
Zurückgebracht
Privat untergebracht
Begründen Sie den geplanten Verbleib der Tiere nach Abschluss des Verfahrens.
Die Tiere werden im Rahmen des Versuchs getötet.
Anwendung des Grundsatzes der Vermeidung, Verminderung und Verbesserung (3R-Prinzip)
1. Vermeidung
Geben Sie an, welche tierversuchsfreien Alternativen in diesem Bereich verfügbar sind und warum sie nicht für die Zwecke des Projekts angewendet werden können.
Der Versuchszweck ist nicht durch andere Methoden oder Verfahren wie Zellkulturen zu erreichen, da unser Ansatz essenziell darauf beruht, ein gehirnweites Muster an neuronaler Aktivität in mehreren Hirnregionen gleichzeitig in Antwort auf eine systemisch applizierte Substanz zu messen. In einer Zellkultur oder einem Hirnschnitt sind die neuronalen Verknüpfungen, die diese Muster bzw. Aktivierungen erzeugen, nicht vorhanden bzw. zerstört. Isolierte Hirne können nicht hinreichend am Leben erhalten werden, um diese Versuche durchzuführen. Organoide für die sehr spezifischen neuronalen Strukturen existieren nicht und würden ohnehin nicht die notwendigen Verknüpfungen zwischen verschiedenen Regionen beinhalten, die für die Messung notwendig sind (s.o.). Klinische Daten zu neuronalen Aktivierungen liegen zu den Substanzen nicht vor, zumal nicht für die neuen Wirkstoffkandidaten, zu deren Identifizierung die Methodik primär etabliert werden soll, da diese für die Verwendung im Menschen nicht zugelassen sind.
Zur zusätzlichen Absicherung wurde eine Recherche in der Norina- und der DB-Alm-Datenbank für Alternativverfahren sowie in PubMed mit MeSH-Terms einschl. "animal use, alternatives" durchgeführt.
2. Verminderung
Erläutern Sie, wie die Anzahl der Tiere für dieses Projekt festgelegt wurde. Beschreiben Sie die Schritte, die unternommen wurden, um die Anzahl der zu verwendenden Tiere zu verringern, sowie die Grundsätze für die Konzeption von Studien. Beschreiben Sie gegebenenfalls die Praktiken, die während des gesamten Projekts angewandt werden, um die Anzahl der Tiere, die entsprechend den wissenschaftlichen Zielen verwendet werden sollen, so gering wie möglich zu halten. Diese Praktiken können z. B. Pilotstudien, Computermodelle, die gemeinsame Nutzung von Geweben und die erneute Verwendung umfassen.
Der konkrete Tierversuch verwendet ausschließlich bereits geborene, überzählige Tiere, und erzeugt somit keinen Bedarf für die Züchtung von neuen Versuchstieren. Aufgrund des Pilotcharakters und den methodischen Fokus der Studie ist eine Züchtung einer gesonderten Kohorte an Tierversuchen nicht notwendig, solange die Tiere phänotypisch Wildtyp und vom C57BL/6-Hintergrund sind, können sie verwendet werden. Die Anzahl der Tiere pro Gruppe wurde minimal gewählt, ohne die Aussagekraft der Daten zu beeinträchtigen. Zudem erlaubt das Verfahren, die vielfache Testung desselben Tieres, so dass im Vergleich zu anderen Verfahren, bei dem für jeden Versuch ein neues Tier notwendig wäre, in erheblichem Maße Tiere gespart werden und der Informationsgewinn pro operiertem Tier maximiert wird.
3. Verbesserung
Nennen Sie Beispiele für spezifische Maßnahmen (z. B. verstärkte Überwachung, postoperative Betreuung, Schmerzbehandlung, Training der Tiere) in Bezug auf die Verfahren, um die Auswirkungen auf das Wohlergehen der Tiere (Schäden) so gering wie möglich zu halten. Beschreiben Sie die Mechanismen zur Einführung neuer Verbesserungsmethoden während der Projektlaufzeit.
Der Versuch selber dient bereits der technischen Optimierung der Messverfahren und damit der Maximierung der Information pro Tier. Durch die Anwendung moderner KI-basierter Analyse-Verfahren erwarten wir hoch-qualitative Daten pro Tier. Zudem erfolgt die Operation und peri-operative Versorgung auf dem aktuellen Stand der umfassenden Anaesthesie und Analgesie, so dass Schmerzen maximal vermieden und Leiden frühzeitig detektiert werden. Bei der Substanz Applikation verwenden wir meist die sub-kutane Injektion als potentiell weniger schmerzlich als alternative Applikationsrouten.
Bitte erläutern Sie die Wahl der Arten und entsprechenden Lebensabschnitte.
Wir verwenden Mäuse, als niedrigste Tierart bei der die relevanten Untersuchungen möglich sind, und auch aufgrund der bereits existierenden pharmakologischen Vordaten. Wir verwenden adulte Tiere um entwicklungsspezifische Ergebnisse auszuschließen und um eine möglichst verträgliche Tolerierung des Implanats und des Aufsetzens des miniaturisierten Vorverstärkers (Headstage) zu garantieren.
Für die rückblickende Bewertung vorgeschriebenes Projekt
Projekt für RB vorgeschrieben?
Frist für RB
Gründe für die rückblickende Bewertung
Umfasst schwere Verfahren
Verwendung von nichtmenschlichen Primaten
Anderer Grund
Erläuterung des anderen Grundes für die rückblickende Bewertung
Zusätzliche Felder
Nationales Feld 1
Das Feld wird nicht veröffentlicht.
Nationales Feld 2
Das Feld wird nicht veröffentlicht.
Nationales Feld 3
Das Feld wird nicht veröffentlicht.
Nationales Feld 4
Das Feld wird nicht veröffentlicht.
Nationales Feld 5
Das Feld wird nicht veröffentlicht.
Projektbeginn
Das Feld wird nicht veröffentlicht.
Projektende
Das Feld wird nicht veröffentlicht.
Datum der Projektgenehmigung
Das Feld wird nicht veröffentlicht.
ICD-Code 1
Das Feld wird nicht veröffentlicht.
ICD-Code 2
Das Feld wird nicht veröffentlicht.
ICD-Code 3
Das Feld wird nicht veröffentlicht.
Link zur vorherigen Version der NTP außerhalb des Systems der Europäischen Kommission