Weiße Labormäuse in ihrem Käfig

Immundefekt belastet Mäuse nicht

Wenn Mäuse in einer keimarmen Umgebung leben, belastet sie eine Immunschwäche nicht. Das berichten Forscher*innen des MDC, der Freien Universität Berlin und der Charité – Universitätsmedizin Berlin in „PLOS ONE“. Sie haben das Wohlbefinden dieser Tiere erstmals umfassend untersucht.

Kaum ein System im Körper ist so komplex wie die Immunabwehr. Man kann das Zusammenspiel nicht in vollem Umfang in der Zellkultur nachstellen und so ist die Immunologie auf genetisch veränderte Versuchstiere angewiesen. Auch etwa sechs Prozent der am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) gezüchteten und gehaltenen Mäuse haben einen Immundefekt. Weil in ihrem Erbgut bestimmte Gene der Immunabwehr ausgeschaltet sind, können zum Beispiel bestimmte Stämme keine B- und T-Zellen bilden – die Immunzellen bekämpfen normalerweise Viren, Bakterien oder Pilze. Anderen fehlen Gene, um einen Rezeptor für den wichtigen Botenstoff Interferon-gamma zu bilden, der krankmachende Keime in den Zellen oder auch Tumorzellen bekämpft. 

„Bei Menschen führen diese Immundefekte unbehandelt innerhalb weniger Monate oder Jahre zum Tod“, sagt Dr. Thomas Kammertöns, Immunologe am MDC und an der Charité. Die Mäuse aber leben genauso lange wie gesunde Tiere, wenn sie wie üblich von krankmachenden Keimen abgeschirmt gehalten werden. Anders als die Menschen sind sie keinen Krankheitserregern ausgesetzt. Doch heißt das, dass es den Mäusen gut geht? Thomas Kammertöns treibt diese Frage um. Seit 2012 hat er in verschiedenen Studien untersucht, ob die Tiere belastet sind. Bisher konnte er nur unbedeutende Abweichungen feststellen.

Kammertöns entwickelt mit Hilfe der genetisch veränderten Mäuse unter anderem neue Immuntherapien gegen Krebs. Aber auch Autoimmunkrankheiten und Virusinfektionen werden anhand dieser Mausmodelle erforscht. „Sie sind das Modell für immunologische Fragestellungen“, sagt Dr. Sarah Jeuthe, Tierärztin und Tierschutzbeauftragte am MDC. Gerade deshalb sei es so wichtig, das Wohlbefinden der immundefizienten Mäuse systematisch zu untersuchen. Eine finanzielle Förderung durch das 3R-Zentrum der Charité machte das nun möglich.

Ganzheitliches Bild vom Wohlbefinden der Mäuse

 Für die neue Studie, deren Ergebnisse jetzt in der Fachzeitschrift PLOS ONE erschienen sind, haben Wissenschaftler*innen, Tierärzt*innen und Tierpfleger*innen eng zusammengearbeitet. „Wir wollten wissen, ob wir irgendetwas übersehen haben“, sagt Kammertöns, der Letztautor der Studie. „Deshalb haben wir nicht nur physiologische Parameter angeschaut, sondern auch das Verhalten der Tiere systematisch beobachtet.“ Laut EU-Richtlinie gelten Versuchstiere als belastet, sobald bei ihnen Schmerzen, Leiden, Ängste oder dauerhafte Schäden verursacht werden, die dem Einstich einer Kanüle gleichkommen oder darüber hinausgehen.

Wenn es einem Tier gut geht, verhält es sich auch im Käfig natürlich.
Dr. Sarah Jeuthe
Dr. Sarah Jeuthe Tierärztin und Tierschutzbeauftragte

Der Immunologe, Erstautorin Sarah Jeuthe sowie Kolleg*innen der Freien Universität und der Charité haben neun Monate lang Verhalten und Physiologie von 90 Tieren untersucht. Während dieser Zeit hat das Team weder beim Gewicht noch beim Stresshormon Kortisol statistisch relevante Unterschiede zwischen den immungeschädigten Mäusen und den gesunden Mäusen in der Kontrollgruppe gefunden. Der Kortisolspiegel stieg zwar im Laufe der Zeit bei Tieren in allen Gruppen und insbesondere bei den weiblichen Tieren an. „Dieses Ergebnis bestätigt frühere Studien“, sagt Thomas Kammertöns. Mit zunehmendem Alter und abhängig vom Geschlecht seien die Tiere empfindlicher.

Ein standardisiertes Protokoll für die Verhaltensbeobachtung

Beim Nestbau, den sie monatlich beobachtet haben, waren ebenfalls keine Auffälligkeiten erkennbar. „Wenn es einem Tier gut geht, verhält es sich auch im Käfig natürlich“, sagt Tierärztin Jeuthe. Die Mäuse zerrupfen dann die Hanfpads, bauschen sie auf – im besten Fall wird daraus eine Kugel, in der die Maus ganz verschwindet. Bei der wöchentlichen einstündigen Beobachtung der Mimik nach dem internationalen Standard der „Mouse Grimace Scale“ zeigten einige wenige Mäuse leichte Anzeichen von Unwohlsein. „Von den fünf Indikatoren, zu denen das Zusammenkneifen der Augen oder das Anlegen der Tasthaare gehört, war bei einzelnen Tieren immer nur höchstens einer zu beobachten und nur in moderater Stärke“, sagt Jeuthe. Allein die Anwesenheit von Menschen reiche aber, um eine Irritation dieser Art bei den Tieren hervorzurufen. „Das kann schon der Geruch eines Desinfektionsmittels sein, den die Maus unangenehm findet.“

Bei ihrer Studie haben sich die Wissenschaftler*innen an einem Protokoll orientiert, das das Team von Professorin Christa Thöne-Reineke von der FU Berlin an der Berlin-Brandenburger Forschungsplattform BB3R entwickelt hat. Die Plattform will – ähnlich wie das 3R-Zentrum der Charité – die Etablierung alternativer und tierschonender Methoden für die biomedizinische Forschung unterstützen. Damit der „Faktor Mensch“ möglichst nicht ins Gewicht fällt, sieht das Protokoll unter anderem vor, dass jeweils vier Personen unabhängig voneinander die Mäuse beobachten. Niemand der Beteiligten weiß, ob und welchen Immundefekt die jeweilige Maus hat.

Die Aufgabe übernahmen Tierpfleger*innen gemeinsam mit wissenschaftlichen Mitarbeiter*innen aus den Forschungsgruppen des MDC sowie teilweise auch die Autor*innen der Studie selbst. „Die Tierpflegerinnen und Tierpfleger haben einen sehr genauen Blick“, sagt Kammertöns. „Sie sehen die Tiere ja jeden Tag, diese Expertise war uns wichtig.“ Durch diese Teamarbeit habe sich die Zusammenarbeit zwischen Forschung und Tierhaus am MDC noch weiter verbessert.

Die Tiere sind normal gealtert 

Zum Protokoll gehört auch, dass die Tiere am Ende des Untersuchungszeitraums getötet und sehr genau auf Organschäden untersucht werden. „Sie waren normal gealtert. Es gab keinen Hinweis, dass ein Organ abnormal entwickelt war“, sagt Kammertöns über den Bericht, den ein erfahrener Tierpathologe von der FU Berlin erstellt hat. Lediglich die Nieren waren bei fast der Hälfte der Tiere altersbedingt verändert – unabhängig von einem Immundefekt. Kein außergewöhnlicher Befund, treten doch bei den am häufigsten – und auch für diese Studie – verwendeten Labormäusen des Typs C57BL/6 solche Nierenveränderungen regelmäßig auf. 

Die Tiere waren normal gealtert. Es gab keinen Hinweis, dass ein Organ abnormal entwickelt war.
Dr. Thomas Kammertöns
Dr. Thomas Kammertöns Krebsimmunologe

Die Frage, ob die für Tierversuche gezüchteten immungeschädigten Mäuse in steriler Haltung belastet sind, ist wissenschaftlich umstritten. Aufgrund der EU Richtlinie 2010/63 und der damit einhergegangenen Tierschutzgesetzesänderung wird die Zucht immundefizienter Mäuse als genehmigungspflichtiger Tierversuch eingestuft und muss bei den zuständigen Behörden entsprechend beantragt werden. Dies wurde durch eine Empfehlung des Nationalen Ausschuss bestätigt. Frühere Untersuchungen zu physiologischen Werten lieferten mitunter Anhaltspunkte für eine Belastung. „Für diese Studien“, kritisiert Thomas Kammertöns, „wurden aber anders als in unserer Studie Tiere verwendet, die nicht aus dem gleichen Wurf stammen, das heißt sie waren nicht verwandt.“ Daher sei nicht auszuschließen, dass die beobachteten Abweichungen auf die mit der Herkunft verbundenen genetischen Unterschiede und Umweltfaktoren zurückzuführen seien. „Wir haben die Mäuse jetzt ganzheitlich betrachtet und viele Parameter miteinander kombiniert“, sagt Kammertöns. „Mit dieser aufwändigen Studie wollen wir zu einer faktenbasierten Diskussion beitragen.“

Weiterführende Informationen

Literatur

Jeuthe, Sarah et al. (2020): „Stress hormones or general well-being are not altered in immune-deficient mice lacking either T- and B- lymphocytes or Interferon gamma signaling if kept under specific pathogen free housing conditions“. PLOS ONE, DOI: 10.1371/journal.pone.0239231.