Title of the project
Uttak og implantering av normale og genmodifiserte museembryo for å lage, preservere og gjenopplive transgene mus - Produksjonssøknad fra Norsk transgensenter
NTS Identifier
NTS-NO-237498 v.1, 04-12-2024
NTS National Identifier
Field will not be published.
EU Submission
Field will not be published.
Yes
Project duration expressed in months.
48
Keywords
Ablation
Adeno-associated virus
Genetically modified
Genredigering
Transgen
Purpose(s) of the project
Basic research: Endocrine System/Metabolism
Describe the objectives of the project (for example, addressing certain scientific unknowns, or scientific or clinical needs).
FORSØKETS FORMÅL: Norsk Transgen Senter (NTS) har siden 2006 levert en rekke tjenester til forskere i Norge (og Norden). Senteret gjør det mulig for forskere å fremstille nye transgene dyr på en brukernær måte, samt importere patogenfrie transgene eller genetisk modifiserte mus til Norske dyreavdelinger. Tjenestene NTS leverer er teknisk krevende og er avhengig av spesialisert instrumentering/infrastruktur. Denne arbeidsfordelingen under et felles senter er den mest hensiktsmessige og er arbeidsbesparende for alle parter. NTS anvender svært spesialiserte teknikker som en enkelt forskergruppe ikke kan forventes å ha tilstrekkelig med ressurser til å tilegne seg eller vedlikeholde. Med denne søknaden søker NTS om å kunne benytte dyr til følgende oppdrag fra brukere/kunder som arbeider med genetisk modifiserte dyr: A) Lage nye genetisk modifiserte/transgene dyr eller rederivere/tine opp en linje for kunde. B) Høste ikke-fertiliserte (egg og sperm) samt fertiliserte (embryo) i et tidlig utviklingsstadiet (før dag 3.5) for direkte bruk i forskning eller for kryopreservering (bio-banking av transgen materiale). C) Avle genetisk modifiserte/transgene linjer for eget bruk, og i korte perioder for kunder inntil de har mulighet til å ta imot dyrene i egen forsøksdyravdeling. D) Ta biopsier fra fødte avkom. E) Ta blodprøver fra mus. Presisering: NTS kan ikke forutsi fremtidige oppdrag fra landets forskere. NTS opererer derfor med en praksis hvor det ved import, opptining eller produksjon av en ny transgen linje er brukerens/kundens ansvar å melde inn den nye transgene linjen til helsedirektoratet, samt å skrive egen FOTS søknad til Mattilsynet som beskriver eventuell forventet endret fenotype og bruken av dyrene i forsøk. NTS begrunner denne praksis med at brukeren uansett må etterfølge kriteriene beskrevet over for å kunne oppstalle genetisk modifiserte/transgene mus i Norge. Søknaden er en fornying av nåværende godkjente FOTS id: 24911.
What are the potential benefits likely to derive from this project? Explain how science could be advanced, or humans, animals or environment may ultimately benefit from the project. Where applicable, differentiate between short-term benefits (within the duration of the project) and long-term benefits (which may accrue after the project is finished).
Forventet vitenskapelige eller samfunnsmessige nytteverdi: Genmodifiserte dyr benyttes i utstrakt grad i moderne biomedisinsk forskning for 1) å forstå den biologiske funksjonen til enkeltgener, eller 2) være nyttige modeller for å forstå humane sykdommer. Transgene linjer kan bestilles skreddersydd fra kommersielle leverandører, leveres levende fra eksterne forskningslaboratorier eller leveres i form av nedfryst materiale hentet ut av bio-banker (sperm/embryo). NTS hjelper forskere med avanserte prosedyrer som muliggjør bruk av transgene modeller i forskningsøyemed i Norge. Tjenestene NTS gir høyner dermed kvaliteten på medisinsk grunnforskning i Norge.
In what procedures will the animals typically be used (for example, injections, surgical procedures)? Indicate the number and duration of these procedures.
Hovedmålet med all kirurgi som gis er at enkeltindivider benyttes til å frembringe nye individer. Således er dyrets allmennstilstan svært viktig for å få en vellykket produksjon/embryotransfer av transgene stammer. Alle prosedyrer følger etablerte kirurgiske teknikker beskrevet i detalj i "Nagy, A., et al: Manupulation of the Mouse Embryo". NTS oppsøker jevnlig ulike fora (f.eks transgene epostlister) for å få informasjon som kan optimalisere teknikkene og å øke utnyttelsene av hvert forsøksdyr som blir benyttet. Teknikkene NTS leverer som involverer bruk av dyr gir disse kan grovt deles inn i prosedyrene under (En mer utfyllende beskrivelse av de ulike prosedyrene er gitt i vedlegg). 1) VASEKTOMERING, 2) HORMONBEHANDLING (SUPEROVULERING), 3) EMBRYOTRANSFER (inklusiv rederivering), 4) KEISERSNITT (benyttes kun unntaksvis), 5) INDIVIDMERKING, 6) BLODPRØVETAKING. I tillegg til prosedyrene nevnt over som gjøres på levende dyr, utfører NTS en rekke prosedyrer som utføres etter at dyret er avlivet, eventuelt ved embryonale utviklingsstadier som ikke er omfattet av lovverket: Isolering av oocytter og embryo (etter terminering av superovulert donor hunn), injisering av DNA/RNA/AAV i oocytter og embryo for å modifisere arvematerialet, kryopreservering av sperm og embryo og lagring av disse på flytende nitrogen, in vitro fertilisering, patogentesting, genotyping. BRUK AV ANESTESI/ ANALGESI I INNGREPENE: I) Anestesi: Ved vasektomering og embryotransfer bedøves dyrene til kirurgisk anestesidybde med enten ZRF-cocktail (zoletil/rompun/fentanyl) eller med en kombinasjon av ZRF-cocktail og isoflurane. II) Analgesi vasektomerte hanner: Analgesi til vasekomerte hanner gis ved induksjon av Metacam, samt videre behandling hver 24 time i dag 1, 2 og 3, eventuelt noe lengre i henhold til klinisk vurdering. (Etter anbefaling fra lokal veterinær vil paracetamol kunne gis tilsatt drikkevannet ved behov, i tillegg til Metacam de første dagene. III) Analgesi fostermødre: Analgesi til fostermødre gis ved induksjon med Temgesic.
What are the expected impacts/adverse effects on the animals, for example pain, weight loss, inactivity/reduced mobility, stress, abnormal behaviour, and the duration of those effects?
Forsøket begrunnes totalt sett som moderat belastende. Formålet med de fleste forsøk korresponderer med eksempel gitt i FOR-2015-06-18-761, vedlegg B, Del III, punkt 2.g.: “etablering av genetisk modifiserte dyr gjennom kirurgiske inngrep”. Selv om forsøket ansees som moderat belastende vil de fleste individer oppleve mild belastning (stud-hanner, donorhunner, treningshunner, avl av transgene linjer uten AWA). For noen individer vil forsøkene/prosedyrene tilsvare moderat belastning (vasektomerte hanner, fostermødre). Begrunnelsene over avhenger av at genetisk modifikasjon/transgen i seg selv ikke gir en fenotypisk endring som medfører klassifisering som tilsvarer betydelig belastende. I slike tilfeller vil NTS forholde seg til eventuelle begrensninger i tillatelse Mattilsynet har gitt til brukeren/kunden for oppstalling og bruk av aktuelle transgene linje i vår prosess med produksjon/ opptining av linjen.
What species and numbers of animals are expected to be used? What are the expected severities and the numbers of animals in each severity category (per species)?
Species
Total number
Estimated numbers per severity
Non recovery
Mild
Moderate
Severe
What will happen to the animals kept alive at the end of the procedure?
Species
Estimated numbers of animals to be reused, to be returned to habitat/husbandry system or to be rehomed
Reused
Returned
Rehomed
Please provide reasons for the planned fate of the animals after the procedure.
Søknaden omhandler kun dyr som fødes eller kjøpes inn for å brukes til forskning. Det åpnes derfor ikke for annen mulig bruk av dyret etter at forsøket er gjennomført. Alle dyr vil bli avlivet. I noen tilfeller vil dyr født under dette FOTS prosjektet kunne bli brukt til opplæring av nye brukere (CAREiN kurs). Dette vil så fall være overskuddsdyr uten synlig belastende fenotype som brukes til dette formålet. Siden individer som eventuelt brukes til dette formålet i utgangspunktet ikke er tenkt brukt til et slikt formål, vil de ikke rapporteres som "gjenbruk av dyr" (da dette fordrer en planlagt gjenbruk av det enkelte individ). Denne praksis er med på å redusere antall dyr brukt i forskning – alternativet ville vært å kjøpe inn dyr fra leverandør til opplæring.
1. Replacement
State which non-animal alternatives are available in this field and why they cannot be used for the purposes of the project.
Levende dyr er i dag eneste mulighet for å skaffe en tilstrekkelig antall ubefruktede/befruktede egg som vil kunne utvikle seg til et individ etter implantasjon i en fostermor. Embryooverføring er en godt utprøvd metode, med høy suksessrate (>90% vellykket).
Alternativ som ikke inneholder dyreforsøk finnes ikke for disse forsøkene, hvor hensikten er å frembringe levende individer (som regel genetisk modifiserte)..
2. Reduction
Explain how the numbers of animals for this project were determined. Describe steps that have been taken to reduce the number of animals to be used, and principles used to design studies. Where applicable, describe practices that will be used throughout the project to minimise the number of animals used consistent with scientific objectives. Those practices may include e.g. pilot studies, computer modelling, sharing of tissue and reuse.
Embryotransfer kan betraktes som en erstatning for anvendelse av dyretransport mellom en dyreavdeling og en annen. I stedet for å holde en kontinuerlig avl mus (ulike linjer/stammer) kjøper NTS inn dyr fra kommersielle leverandører i det antall som behøves for det enkelte prosjekt.
NTS reduserer også bruken av mus i Norge totalt sett ved at vi hjelper forskere med å fryser ned transgene linjer som ikke planlegges benyttet i forsøk i nærmeste fremtid. Dette minsker antall dyr som anvendes totalt sett i Norge, ettersom unødvendige avl for å opprettholde transgene linjer kan unngås. NTS foretar mikroinjeksjon i innavlede musestammer, noe som minimerer antall generasjoner som kunden trenger å avle før representative data kan frembringes (behov for tilbakekrysning kan unngås).
3. Refinement
Give examples of the specific measures (e.g., increased monitoring, post-operative care, pain management, training of animals) to be taken, in relation to the procedures, to minimise welfare costs (harms) to the animals. Describe the mechanisms to take up emerging refinement techniques during the lifetime of the project.
Embryotransfer kan erstatte dyretransporter når nye musemodeller etableres ved norske forskningsanlegg. Embryotransfer i forbindelse med opprensing av bakterier og virus fra transgene linjer vil bidra til å øke kvaliteten på dyreforsøk som utføres - hvor publiserte resultater inneholder mindre "støy". Hva som gjøres generelt i forsøksdyravdelingen for å optimalisere dyrevelferd er mer konkret beskrevet i metodebeskrivelsen (forberedelse til forsøk). UTPRØVING AV ALTERNATIV ANALGESI FOR EMBYOTRANSFER (perioden 2020-2024): Opiater (e.g. Temgesic) har tidligere ikke vært anvendt av NTS som analgesi til fostermødre, da det er ment at det kan ha en påvirkning på livmor. Det er spesielt for implantasjon av blastocyster hvor opiater har blitt antatt å ha en negativ effekt på implantasjon; ved å redusere suksessrate for at embryoet fester seg til livmor. En eventuell reduksjon i fødte avkom medfører behov for flere fostermødre for å oppnå formålet, og NTS har derfor tidligere benytte Vetalgin som analgesi for fostermødre. Nyere studiet har derimot antydet at buprenorfin (buprenorphine/Temgesic) ikke påvirker antall implanterte embryo (fødte kull og suksessraten ved embryotransfer) slik en tidligere har antatt (Goulding D.R., J Am Assoc Lab Anim Sci. 2010 Jul;49(4):423-6. Link: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20819387). På grunn av dette har NTS i perioden 2020-2024 gjennomført et prosjekt hvor det er testet om Vetalgin kan erstattes med Temgesic/Vetergesic (buprenorphine) ved embryotransfer. For å unngå unødvendig bruk av dyr, har uttestingen blitt utført i forbindelse med pågående prosjekter - ved at begge medikamenter har blitt benyttet parallelt på ulike fostermødre. Dette har tatt tid, siden uttestingen kun har blitt gjort når et tilstrekkelig antall embryo har blitt overføret samme dag. Statistisk gjennomgang av vårt data-materiale (antall overføringer, antall fødsler, og antall unger/overføring til fostermødre som er gitt henholdsvis Vetalgin eller Temgesic) tilsier tilsvarende suksessrate for embryotransfer med begge medikamenter. NTS har derfor valgt å skifte fra Vetalgin til Temgesic/Vetergesic, og har faset ut bruken av Vetalgin.
Explain the choice of species and the related life stages.
DYREART 1 - Donordyr: Nye modeller som fremstilles ved NTS gjøres på oppdrag fra kunder, og lages i den stamme/linje som kunden finner mest hensiktsmessig til sine forskningsformål. Erfaringsmessig vil storparten av genetiske modifikasjoner introduseres i C57BL/6 (innavlet stamme) eller B6CBA (F1 hybrid mellom C57BL/6 og CBA som erfaringsmessig gir robuste embryo for mikroinjeksjon). I de tilfellene NTS eventuelt anvender etablerte genetisk modifiserte stammer som donordyr, antas det at en eventuell belastende fenotype vil være lett belastende (tilsvarer belastningen til superovulerings-prosedyren som brukes for å frembringe embryo fra donordyrene. DYREART 2 - Fostermødre/Vashanner: Utavlet Stock (slik som CD1 og SWISS) er vanlig å benytte som fostermødre ettersom disse opptrer rolig og avler bra. Utavlet Stock (slik som CD1 og SWISS) er robuste og passer godt til vasektomering. De dyremodellene som framstilles av NTS gjøres på oppdrag av kunden. Ved produksjon av nye/opptining eksisterende linjer informerer NTS om at kunden har ansvaret for at GMO-meldinger sendes til berørte myndigheter og at andre nødvendige tillatelser innhentes for innesluttet oppstalling av den aktuelle trangene linjen (FOTS søknad til Mattilsynet, melding til Helsedirektoratet). DYREART 3 - Avl av transgene linjer: Transgene mus som uttrykker Flp og Cre er tilbakekrysset inn in C57BL/6. Disse benyttes til å recombinere henholdsvis FRT eller LoxP seter satt inn i genomet i transgene linjer. NTS har sendt inn GMO melding for disse linjene (se vedlegg for Knut Tomas Dalen og Plin linjer). GENERELT: NTS vil tidvis avle ulike liner på oppdrag fra kunder. Erfaringsmessig vil storparten av slike transgene linjer være på C57BL/6 bakgrunn, men strains/stammer kan variere. Disse vil i hovedsak avles heterozygote, hvor den genetiske endringen ikke gir noen fenotype, eventuelt gir en lett belastende fenotype. Dog må det sies at i de fleste tilfelles vil en AWA ikke foreligge for slike linjer, noe som tilsier at alle fødte individer skal betraktes å ha en belastende fenotype og vil bli rapportert deretter (inntil en AWA eventuelt avkrefter en belastende fenotype).