Vor mehr als 20 Jahren führten zwei medizinische Forscher der Harvard University, Joseph und Charles Vacanti, ein Team an, das erfolgreich ein menschliches Ohrknorpelstück auf dem Rücken einer Labormaus züchtete. Das Experiment verwendete eine ohrenförmige Form, die mit Knorpelzellen einer Kuh gefüllt war. Das „Ohr“ wurde zuerst in einen Inkubator gegeben und sobald es zu wachsen begann, wurde es in den Körper einer Nacktmaus (eine Art von Labormaus mit einer genetischen Mutation, die ein abgebautes oder fehlendes Thymusorgan verursacht und die Tiere hemmt) transplantiert Immunsystem und die Fähigkeit, Fremdgewebe abzustoßen).
"Earmouse" oder die Vacanti-Maus, wie das Tier bekannt geworden ist, züchtete das Stück Gewebe aus dem Rücken, bis es der Größe und Form eines menschlichen Ohrs ähnelte. Das Team veröffentlichte seine Forschungsergebnisse in der plastischen und rekonstruktiven Chirurgie im Jahr 1997. Das Experiment sollte die Lebensfähigkeit von wachsenden Geweben für eine spätere Transplantation an menschliche Patienten testen. Und erst im vergangenen Jahr erhielten menschliche Kinder in China, die an einem genetischen Defekt namens Mikrotie leiden, der ein einwandfreies Wachstum des äußeren Ohrs verhindert, neue Ohren, die mit ihren eigenen Zellen gezüchtet wurden - ein ähnlicher Vorgang wie das „Ohr“ der Ohrmuschel.
Die Vacanti-Maus mit einem menschenohrförmigen Knorpelstück, das aus dem Rücken herauswächst. (Wikicommons unter Fair Use) Die Maus mit einem menschlichen Ohr auf dem Rücken war vielleicht eines der bizarreren und visuell verunsichernden Experimente an einem Nagetier, aber Mäuse wurden seit etwa 1902 für wissenschaftliche Experimente verwendet, als ein schrulliger und unternehmungslustiger Züchter namens Abbie EC Lathrop es erkannte das Potenzial der Tiere für die genetische Forschung. Die erste Verwendung von Ratten in Experimenten begann noch früher, mit Aufzeichnungen aus den 1850er Jahren. Die Wissenschaftler kauften ihre Tiere bei professionellen Züchtern, die als "Rattenzüchter" bekannt sind und die Tiere als Haustiere für ihre einzigartigen Mäntel und Persönlichkeiten schätzten. Seit Jahrzehnten werden Laborratten und -mäuse verwendet, um große wissenschaftliche und medizinische Fortschritte zu erzielen, von Krebsmedikamenten und antiretroviralen HIV-Medikamenten bis hin zu jährlichen Grippeimpfstoffen.
Labormäuse - am häufigsten Mus musculus oder Hausmäuse - sind biomedizinische Schweizer Taschenmesser mit Genomen, die für genetische Studien leicht manipuliert werden können. Die Physiologie des menschlichen Körpers wird jedoch bei Rattus norvegicus oder der norwegischen Ratte und ihren verschiedenen Stämmen genauer nachgeahmt. Ratten sind auch leicht zu trainieren und perfekt für psychologische Experimente geeignet, insbesondere wenn man bedenkt, dass ihre neuronalen Netze unseren eigenen so stark ähneln. (In den 1950er und 1960er Jahren stellten Forscher, die die biologischen Grundlagen der Neugierde untersuchten, fest, dass Laborratten es vorziehen, unbekannte Teile eines Labyrinths zu erforschen, ohne andere Reize oder Aufgaben zu haben.)
Ratten sind auch viel größer als Mäuse und haben dickere Schwänze und stumpfe Schnauzen. Aber es sind die Eigenschaften, die Mäuse und Ratten teilen, die sie sozusagen zu Geißeln der Stadt und zu perfekten wissenschaftlichen Meerschweinchen machen.
„Sie pflanzen sich schnell fort, sind sozial, anpassungsfähig und Allesfresser, sodass sie so ziemlich alles essen“, sagt Manuel Berdoy, Zoologe an der Universität Oxford. Darüber hinaus ermöglicht die geringe Größe der Nagetiere eine relativ einfache Aufbewahrung in Labors, und aufgrund ihrer gemeinsamen evolutionären Wurzeln mit dem Menschen überlappen sich die Genome der Arten überwiegend.
Infolgedessen haben Nagetiere fast unser Labor übernommen und machen fast 95 Prozent aller Labortiere aus. In den letzten vier Jahrzehnten hat sich die Zahl der Studien mit Mäusen und Ratten mehr als vervierfacht, während die Zahl der veröffentlichten Artikel über Hunde, Katzen und Kaninchen relativ konstant geblieben ist. Bis 2009 waren allein Mäuse für dreimal so viele Forschungsarbeiten verantwortlich wie Zebrafische, Fruchtfliegen und Spulwürmer zusammen.
Studien mit Nagetieren befassen sich mit allem, von Neurologie und Psychologie bis zu Drogen und Krankheiten. Forscher haben Elektronik in das Gehirn von Mäusen implantiert, um ihre Bewegungen zu kontrollieren, die Suchtwirkung von Kokain bei Mäusen wiederholt getestet, Nagetieren Elektroschocks als negativen Reiz verabreicht, menschliches Gehirn in Mäuseschädel implantiert und Mäuse und Ratten durch endlose Labyrinthe von Tests geschickt . Die NASA hält sogar Labormäuse für Experimente in der Schwerelosigkeit an Bord der Internationalen Raumstation.
Trotz all der Bemühungen von Labormäusen und Ratten, die Menschen geleistet haben, findet das tägliche Erleben der Tiere weitestgehend außerhalb der Öffentlichkeit statt. Das Leben von Labornagetieren kann jedoch der Schlüssel zum Verständnis und zur Verbesserung ihrer Rolle im Verlauf der wissenschaftlichen Entdeckung sein.
Wissenschaftler müssen den Umgang mit Tieren und die ethische Ausbildung absolvieren, bevor sie mit Labortieren arbeiten dürfen. Die Regeln variieren jedoch je nach Ort des Experiments. Während kanadische und europäische Wissenschaftler von einem nationalen Leitungsgremium beaufsichtigt werden, variieren die Vorschriften in den Vereinigten Staaten je nach Einrichtung mit einigen allgemeinen Leitlinien des National Institute of Health. (Das US-amerikanische Tierschutzgesetz, das die meisten für Forschungszwecke verwendeten Tiere schützt, schließt Mäuse und Ratten aus.)
Die meisten Universitäten bieten Schulungen zum Umgang mit Tieren an, um Stress und Leiden optimal zu reduzieren. Die Best Practices wurden im Laufe der Jahre aktualisiert, um ein verändertes Verständnis der Nagetiere und ihrer Bedürfnisse widerzuspiegeln. Nachdem eine in Nature veröffentlichte Studie aus dem Jahr 2010 gezeigt hatte, dass der Umgang mit Laborratten am Schwanz mehr Angst verursacht, als die Tiere durch einen Tunnel zu führen oder sie mit hohlen Händen anzuheben, gaben Labore auf der ganzen Welt die bisher übliche Technik auf.
Wissenschaftler, die mit Nagetieren experimentieren möchten, müssen einen detaillierten Antrag ausfüllen, in dem erläutert wird, warum die Arbeit tierische Probanden erfordert. Die Anträge werden auf der Grundlage eines Rahmens beurteilt, der als die drei R bezeichnet wird : Verringerung der Anzahl der verwendeten Tiere, Ersetzen der Verwendung von Tieren, wenn möglich, und Verfeinerung der Versuche zur Verbesserung des Tierschutzes.
"Eine Ratte oder eine Maus ist kein Reagenzglas an den Beinen", sagt Berdoy. Die Unterbringungsbedingungen für die Nagetiere zum Beispiel sind für Befürworter des Schutzes von Labortieren zu einer Existenzberechtigung geworden. Die meisten Labormäuse werden in schuhkartongroßen Käfigen (bei Ratten ist der Platz ungefähr verdoppelt) mit ein paar quietschenden Begleitern gehalten. Und obwohl die Mitnager die sozialen Bedürfnisse der Tiere befriedigen, fehlen den meisten Laboratoriumsunterkünften jegliche Art von Umweltanreicherungsgegenständen, um die Versuchspersonen zu beschäftigen. Die Größe ihrer Enge bedeutet auch, dass sie von natürlichen Verhaltensweisen wie Graben, Klettern oder sogar Stehen eingeschränkt sind.
Obwohl sich Labormäuse und Ratten zu diesem Zeitpunkt genetisch von ihren wilden Gegenstücken unterscheiden, behalten sie viele der gleichen Instinkte bei. Das Unterdrücken dieser Bedürfnisse könnte die Tiere übermäßig belasten und die wissenschaftlichen Erkenntnisse gefährden. Berdoys Film The Laboratory Rat: A Natural History beschreibt, wie sich in freier Wildbahn freigesetzte Laborratten verhielten und auf ähnliche Weise wie ihre wilden Vorfahren interagierten. Wissenschaftler sollten, so glaubt er, die Natur von Ratten berücksichtigen, wenn sie Experimente entwerfen, um die besten Ergebnisse zu erzielen. "Wenn Sie experimentieren wollen", sagt Berdoy, "müssen Sie sich eher mit dem Korn der Biologie beschäftigen als dagegen."
Eine Laborratte mit einem Gehirnimplantat zur Aufzeichnung der neuronalen Aktivität in vivo während einer bestimmten Aufgabe (Unterscheidung verschiedener Vibrationen). Der Wissenschaftler füttert den Rattenapfelsaft mit einer Pipette. (Anna Marchenkova über Wikicommons unter CC BY 4.0) In einigen Fällen wurden die Auswirkungen eines Verstoßes gegen das biologische Getreide bereits beobachtet. Die genetische Homogenität von Labornagetieren trägt zwar dazu bei, störende Variablen aus fokussierten Experimenten zu entfernen, kann jedoch subtiler die wissenschaftlichen Ergebnisse verzerren. Mark Mattson, Chef des Laboratoriums für Neurowissenschaften am National Institute of Ageing, stellte in einer Studie über die Auswirkungen von intermittierendem Fasten im Jahr 2010 fest, dass die positiven neurologischen Auswirkungen, die "metabolisch krankhafte" Laborratten aus dem Ernährungsregime hatten, sich nicht auf das Tier übertragen ließen gesunde, aktive Menschen. Die Ergebnisse gelten nur für „Stubenhocker“ in einem „Bubble-Boy-Szenario“, in dem… das Immunsystem nicht mit verschiedenen Viren oder Bakterien in Frage gestellt wird. “Mattson fasst zusammen:„ Was Sie entdecken, spiegelt möglicherweise kein gesundes wider Tier."
Mit anderen Worten, die Verwendung von statischen, homogenen und geschützten Tieren ist möglicherweise nicht immer der beste Weg, um das ultimative Ziel der Verwendung von Labornagetieren zu erreichen: den menschlichen Körper und Geist besser zu verstehen und in einigen Fällen zu heilen.
Im Allgemeinen ist der Übergang eines Experiments von Nagetieren zu Menschen kein Zufall. Neben dem Papierkram müssen neue Medikamente an zwei verschiedenen Tieren getestet werden - einem kleinen wie einer Maus oder einer Ratte und einem großen, normalerweise einem Schwein, Hund oder Primaten -, bevor sie zu Versuchen am Menschen übergehen. Nach Angaben der Pharmaceutical Research and Manufacturers of America nimmt nur eine von 250 an Tieren getesteten Verbindungen an Versuchen am Menschen teil. Für diejenigen, die es zur Genehmigung schaffen, dauert der gesamte Prozess normalerweise 10 bis 15 Jahre.
Selbst nach dem langen Weg zum Menschen wirken viele Medikamente und Verfahren, die an Mäusen und Ratten wirken, nicht auf Menschen. Die Lebensgewohnheiten der Nagetiere könnten die Ergebnisse beeinflussen oder die geringfügigen Unterschiede zwischen dem Genom von Ratte, Maus und Mensch können zu unterschiedlichen Reaktionen auf Drogen führen. In Alzheimer-Studien zum Beispiel wird Mäusen und Ratten künstlich ein Zustand verliehen, der der Krankheit ähnelt, weil sie diese nicht auf natürliche Weise entwickeln.
Wenn ein Medikament nicht wirkt, sind die Ergebnisse oft enttäuschend und kostspielig, aber manchmal können Fehler tragisch sein. Thalidomid, ein Medikament zur Behandlung von morgendlicher Übelkeit in den 1950er und 60er Jahren, verursachte Missbildungen bei menschlichen Babys, obwohl es erfolgreich und harmlos bei Ratten getestet wurde. Das Medikament wird bei Ratten viel schneller abgebaut und ihre Embryonen haben eine stärkere antioxidative Abwehr gegen die schlimmsten Nebenwirkungen. In vielen Fällen bleiben die Gründe für ein versagtes Medikament jedoch rätselhaft.
„Dies ist eine der Fragen im Zentrum der medizinischen Forschung. Niemand hat eine gute Antwort darauf, und es gibt möglicherweise keine gute Antwort darauf “, sagt Richard Miller, Professor für Pathologie an der University of Michigan. "Es gibt genug Erfolgsgeschichten, die die Menschen optimistisch finden, aber nicht alles, was bei den Tieren funktioniert, funktioniert auch bei den Menschen."
Ob ein Experiment erfolgreich abgeschlossen werden kann, ist ungewiss, aber eines ist immer garantiert: der Tod der Labornagetiere. Die Körperzahl ist unvermeidlich; Schätzungsweise 100 Millionen Labormäuse und Ratten oder mehr werden aus wissenschaftlichen Gründen jedes Jahr in US-amerikanischen Labors getötet. Während einige der Leichen kreativ als Zwischenmahlzeit für Vögel in Schutzgebieten verwendet werden, werden die meisten gefroren und mit dem Rest des biologischen Abfalls verbrannt.
Ratten und Mäuse, die in Alterungsstudien verwendet wurden, leben oft ihr natürliches Leben, aber die meisten Labornagetiere werden am Ende einer Studie getötet. Einige werden durch tödliche Injektionen getötet oder nach strengen Richtlinien enthauptet, um Schmerzen und Leiden zu lindern. Meistens ersticken sie jedoch in Käfigen mit Kohlendioxid.
CO 2 gilt seit einiger Zeit als die ethisch am weitesten fortgeschrittene Praxis für diese Versuchstiere, doch Joanna Makowska, außerplanmäßige Professorin an der Universität von British Columbia und Beraterin für Versuchstiere am Tierschutzinstitut, ist der Ansicht, dass es einen besseren Weg gibt. Die Kohlendioxidvergiftung, sagt sie, imitiert das Gefühl, dass einem die Luft ausgeht, wenn man unter Wasser den Atem anhält, was zu übermäßiger Angst und Unruhe führt. „Es ist kein guter Tod. Anästhesie ist humaner, aber die Leute tun das nicht wirklich, weil Kohlendioxid praktischer und billiger ist. “
Generell ist Makowska der Ansicht, dass die Forscher mehr Anstrengungen unternehmen sollten, um das "Reduktions" -Prinzip der drei R zu erfüllen. "Das sollte wirklich das erste R sein ", sagt sie. In Harvard stellten Wissenschaftler ein Organ auf einem Chip her, um Medikamente und Modellkrankheiten ohne Tierversuche zu untersuchen. Die Forscher haben sogar Computeralgorithmen entwickelt, die auf Tausenden von Tierversuchen basieren und die genaue Vorhersage der Art und Weise ermöglichen, in der Gewebe auf bestimmte Verbindungen reagieren.
Diese Fortschritte auf der Basis der Reduktion von Labornagetieren stehen jedoch noch aus, und die Zahl der Studien mit den Tieren nimmt weiter zu. Und während Tierrechtsgruppen die Hölle über die Behandlung unserer anderen pelzigen Freunde erwecken werden, muss der Laborrattenrechtskampf noch für Furore sorgen.
"Ich denke, es kommt darauf an, wie sehr wir sie mögen", sagt Makowska. „Die Menschen investieren viel mehr in nichtmenschliche Primaten. Wenn es um Hunde und Katzen geht, haben wir Beziehungen zu diesen Tieren. Wir erkennen viel eher an, dass sie leiden. “
Wenn eine Maus oder eine Ratte aus dem Labor auf die Straßen der Stadt entkommt, wird dies schließlich als Schädling angesehen. Jeder kann es ungestraft töten.
