International Medical Services
Unsere Versuchstiere
Die Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität vereint die biomedizinischen Grundlagenwissenschaften eng mit der klinischen Forschung und Behandlung ihrer Patien*innen. Jede individuelle Fragestellung in der medizinischen Forschung setzt bestimmte Bedingungen für die Übertragbarkeit auf den Menschen voraus. Alternative Methoden werden gemäß der EU-Richtlinie 2010/63, dem deutschen Tierschutzgesetz (TierSchG) und der Tierschutz-Versuchstierverordnung (TierSchVerV) eingesetzt. Im Falle einer fehlenden Alternativmethode werden die nach den genannten Richtlinien, Gesetzen und Verordnungen, passenden Versuchstiere zur Lösung in die Versuchsplanung aufgenommen. Grundsätzlich werden Arten ausgewählt, die die geringste Fähigkeit zum Empfinden von Schmerzen, Leiden oder Ängsten haben […] und bei denen die beste Möglichkeit der Übertragbarkeit der Ergebnisse auf die Zielarten beschreiben ist (Abs. 13, Richtline 2010/63 EU).
Insgesamt werden an der Universitätsmedizin durchschnittlich 30.000 Säugetiere gehalten. Die Tiere sind auf die verschiedene Räumlichkeiten verteilt und werden hier in unterschiedlichen Hygienestufen betreut. Die Gesamtzahl, der sich an dem UM-Mainz befindenden Tiere setzt sich zusammen aus Zuchttieren, Haltungstieren, Tieren in chronischen und akuten, sowie Finalversuchen. Je nach genetischer Anforderung werden die Tiere aus externen Zuchtbetrieben erworben oder hausintern von unserem Fachpersonal mit großer Fürsorge aufgezogen.
Tiere, welche nach Beendigung eines Versuchsvorhaben gesund und munter sind, können im Rahmen unseres Rehoming-Programmes von Privatpersonen adoptiert werden. Haben Sie Interesse einem unserer kleinsten Mitarbeiter ein Zuhause zu bieten? Dann finden Sie hier weitere Informationen.
Die Maus
Ihr ursprüngliches Verbreitungsgebiet reicht von Afrika über Südeuropa bis nach Asien. Ebenso wie Ratten sind Mäuse Kulturfolger, welche aus ihren ursprünglichen Lebensräumen wie Wäldern, Savannen, und felsigen Gebieten heutzutage auch in der Nähe der Menschen zu finden sind. Mäuse sind überwiegend nachtaktive Nagetiere die Kopf-Rumpf-Längen von bis zu 12,5 cm erreichen können. Hinzu kommt ihr Schwanz der je nach Gattung in Längen von 3 – 11 Zentimeter variieren können. Sie ernähren sich rein pflanzlich von Sämereien, Wurzeln und Blättern.
Mäuse stellen das am häufigsten verwendetes Versuchstier dar und werden bereits seit dem 17. Jahrhundert in der Forschung eingesetzt. Auch an der Universitätsmedizin Mainz machen sie bei weitem den größten Anteil der Versuchstiere aus. Seit dem Jahre 2002 ist das gesamte Mausgenom entschlüsselt und bekannt, dass die Gene der Maus und des Menschen zu 98 % übereinstimmen. Große Parallelen gibt es insbesondere im Nervensystem und bei der Fortpflanzung. Dadurch sind Mäuse sowohl für die Forschung als auch für die gesetzlich vorgeschriebenen Überprüfungen neuer Medikamente unerlässlich.
Aktuell werden am TARC ca. 28.000 Mäuse gehalten. Diese werden an der UM -Mainz in den verschiedensten Bereichen eingesetzt. Ob Immunologie, Neuroanatomie oder Krebsforschung, in fast allen Forschungsfeldern kommen Mäuse zum Einsatz. Beispielsweise auch am TARC selbst. Informationen zu unseren Forschungsprojekten finden Sie hier.
Die Ratte
Die Nagetiergattung Ratte umfasst 65 Arten die bis zu 26 cm groß werden und ein Alter bis zu 4 Jahren erreichen können. Die meisten Arten stammen aus Südostasien, Neuguinea und Australien. Als Kulturfolger haben sie jedoch weltweite Verbreitung erlangt. Sie sind hochsoziale, anpassungsfähige Allesfresser die in Gruppen von bis zu 60 Tieren leben, welche sich anhand ihres Geruchs individuell erkennen können.
Ratten werden bereits seit 200 Jahren in der Forschung genutzt und zählen zu den ersten Säugetieren die als Versuchstiere eingesetzt wurden. Sie werden für eine große Bandbreite an wissenschaftlichen Fragestellungen, wie z.B. in der Krebsforschung, Stoffwechselerkrankungen und Wirksamkeits- und Sicherheitsprüfungen von Medikamenten.
Wie bei der Maus, ist das Erbgut der Ratte komplett entschlüsselt und stimmt zu 90 % mit dem des Menschen überein. Für alle heute bekannten menschlichen Gene, die Krankheiten verursachen, gibt es auch in der Ratte ein entsprechendes Gen. Aufgrund ihrer Fähigkeit zu lernen und Aufgaben zu erfüllen haben sie eine höhere Ähnlichkeit zum Menschen als Mäuse und werden viel in der Verhaltensforschung eingesetzt.
Ratten sind nach den Mäusen die zweithäufigste Säugetierart, welche an der Universitätsmedizin für Versuche eingesetzt wird. Aktuell sind rund 150 Tiere in unserer Haltung.
Unsere Wistar-Ratten werden unter anderem für die Forschung an der Poliklinik für Parodontologie und Zahnerhaltung eingesetzt. Eine Übersicht über die aktuellsten Publikationen dieses Fachbereiches finden sie unter: https://www.unimedizin-mainz.de/parodontologie/forschungpublikationen.html
Syrischer Goldhamster (Mesocricetus auratus)
Syrische Goldhamster stammen ursprünglich aus der Grenzregion zwischen Syrien und der Türkei. Aufgrund der Zerstörung ihrer Lebensräume, findet man die gefährdeten Tiere vor allem auch im Bereich der Kulturpflanzen wie Weizen, Gerste und weiteren Feldfrüchten. Goldhamster leben solitär (sind Einzelgänger) und ernähren sich omnivor, primär jedoch von Pflanzenteilen und Sämereien. Doch auch Insekten stehen auf dem Speiseplan. In freier Wildbahn legen Hamster große Baue mit Tunneln und Kammern an, welche als Nestplatz und zur Urinabgabe dienen.
Insgesamt spielt der Hamster in der Forschung eine eher untergeordnete Rolle, hat jedoch im Zuge der Coronaforschung wieder an Bedeutung gewonnen, da eine Infektion hier sehr ähnlich wie im Menschen abläuft. Im Jahr 2022 wurden insgesamt 2000 Goldhamster in Forschungsvorhaben verwendet. Der größte Teil der Tiere wurde im Bereich der translationalen und angewandten Forschung eingesetzt, hier entsprechend im Bereich der Infektionskrankheiten des Menschen.
Auf diesem Hintergrund forscht die Arbeitsgruppe des TARCforce3R am syrischen Goldhamster welche Refinement-Maßnahmen das Wohlergehen der im Labor gehaltenen Hamster verbessern kann. Die neusten Projekte untersuchen diesbezüglich den Einsatz von Klickertraining, welches bei Mäusen und Ratten schon vielschichtig untersucht wurde. Zusätzlich wird der Einsatz von Lebenfutter für die Ausführung des natürlichen Jagdverhaltens der Hamster und dessen Effekt auf deren Wohlbefinden untersucht.
Für andere Forschungsvorhaben werden aktuell keine Hamster an der Universitätsmedizin Mainz gehalten.
Mongolische Rennmaus
Gerbilinae sind tag,-und nachtaktiv und kommen in Trockensteppen und Halbwüsten Asiens, Afrikas sowie in manchen Regionen Europas vor. Insbesondere die mongolische Rennmaus ist in der Mongolei bis zur Mandschurei und anderen Teilen Chinas sowie Südrusslands heimisch. Die herbivoren (pflanzefressenden) Tiere leben in kleinen Familiengruppen. Sie haben eine Trächtigkeitsdauer von 24- 28 Tagen. Mit einem Alter von ca. drei Wochen werden die Tiere abgesetzt. Mit dem Erreichen von acht Lebenswochen werden die Jungtiere bereits geschlechtsreif. Die Lebenserwartung mongolischer Rennmäuse liegt bei zwei bis fünf Jahren.
Eine Besonderheit dieser hochsozialen Nagetiere ist, dass sie im Gegensatz zu anderen Nagetieren behaarte Ohren und Fußsohlen haben. Ihre langen Hintergliedmaßen ermöglichen ihne weites Springen und aufrechtes Stehen, was charakteristisch für diese Art ist.
Erste Rennmauszuchtkonolie wurde 1935 aus 20 gefangen Wildtieren gezogen.
Da sich Epilepsie bei der mongolischen Rennmaus vererbt finden sie ihren Einsatz als Versuchstier in der neurologischen Forschung als Modell für die idiopathische Epilepsie des Menschen. Ab einem Alter von zwei Monaten werden epileptische Anfälle, ausgelöst durch Lärm, ungewohnte Umgebung oder andere Stressoren. Weitere Einsatzgebiete sind die Untersuchung des Cholesterinstoffwechsels, der experimentellen Arteriosklerose, Tumorforschung, Mikrobiologie, Parasitologie, Hirnforschung, Akustik- und Gehörforschung.
Aktuell wird an der Universitätsmedizin nur noch eine kleine Gruppe dieser Tiere gehalten um den Einfluss von Training auf das Wohlbefinden der Tiere zu evaluieren. Für andere Forschungsvorhaben werden die Tiere an der Universitätsmedizin aktuell nicht genutzt.
Der Zebrabärbling
Zebrabärblinge sind Schwarmfische welche ursprünglich aus dem Stromgebiet des Ganges stammen. Sie besiedeln in der Natur langsam fließende oder stehenden Gewässer, wie z.B. Reisfelder.
Zebrabärblinge weisen eine hohe Fruchtbarkeit auf, so kann ein Zebrafischweibchen bis zu 300 Eier pro Woche legen, welche im Anschluss vom Männchen befruchtet werden. Sie sind Freilaicher und betreiben keine Brutpflege. Insgesamt zeichnet sich diese Fischart durch einen kurzen Generationszyklus aus. Die Larven schlüpfen bereits nach 24-36 Stunden. Fünf Tage später sind alle lebenswichtigen Organe vorhanden und funktionsfähig. Nach 16 Wochen haben die Jungtiere ihre Geschlechtsreife erlangt.
Zum Vergleich, Entwicklungsschritte für die ein menschlicher Embryo einen Monat braucht, dauern beim Zebrafisch ca. einen Tag.
Bereits seit 1990 dient der Zebrabärbling als Forschungsmodell. Ein Vorteil besteht darin, dass Zebrabärblinge geringe Ansprüche an ihren Lebensraum und die Wasserqualität stellen. Eine Haltung bei vergleichsweise geringer Wassertemperatur (18-20°C) ist möglich. Zebrabärblinge leben in Schwärmen und bilden keine Territorien aus. Dadurch besteht keine Gefahr durch Rangkämpfe. Kleine Tiere von bis zu max. 5 cm Länge, haben einen geringen Platzbedarf und gelten als anspruchslos in der Fütterung.
Als weiter großer Vorteil wird angesehen, dass sich seine Eier außerhalb des Fisches entwickeln und die Larven bis Tag sechs transparent sind. Diese Besonderheit bietet die Möglichkeit Entwicklungsschritte noninvasiv beobachteten zu können. Zusätzlich sind die Embryonen groß genug, um klassische Transplantationsexperimente an den Zebrabärbling anzupassen. Einzelne Zellen/Zellverbände können entfernt oder in einen anderen Embryo transplantiert werden.
Des Weiteren hat der Organismus die Fähigkeit, wichtige Organe des Körpers, inklusive Nervenzellen aus Stammzellen, nachwachsen zu lassen. Selbst das Herz des Zebrabärblings kann abgestorbenes Gewebe nachbilden, experimentell sogar bis zu 20% des Muskelgewebes. Ebenfalls können abgetrennte Flossen durch Hilfe speziell aktivierter Osteoblasten durch „nachwachsende“ Flossen ersetzt werden. Diese Eigenschaften machen den Zebrabärbling besonders interessant in der molekularbiologischen Grundlagenforschung und als Modellorganismus in der Genetik und Entwicklungsbiologie.
Zusätzlich zeichnet den Zebrabärbling eine hohe genetische Ähnlichkeit zu Säugetieren aus. > 80% der bislang bekannten Gene, die beim Menschen Krankheiten auslösen können, gibt es auch im Zebrabärbling. Somit gilt er als geeigneter Modellorganismus zur Untersuchung von menschlichen Erkrankungen.
Das Hausschwein
Das Hausschwein ist die domestizierte Form des Wildschweines und ist eines der ältesten domestizierten Haustiere. Schweine sind omnivor (Allesfresser) und gehören zur Ordnung der Paarhufer. Das Schwein gilt als eines der ältesten, vom Menschen, domestizierten Haustiere. Sie haben eine Trächtigkeitsdauer von 112-114 Tagen und können bis zu 10 Jahre alt werden.
Eine Besonderheit beim Schwein ist, dass die Tiere nicht schwitzen können und die Erhaltung ihrer Körpertemperatur durch die Umgebung reguliert werden muss. Bei hohen Temperaturen suchen die Tiere Schattenplätze und Suhlen (feuchtnasse Erdlöcher) auf in denen sie ihre Körpertemperatur herabsenken können. Zusätzlich nutzen die Tiere der trocknende Schlamm um ihre Haut vor Sonnenbrand zu schützen. Bei niedrigen Temperaturen legen sich die hochsozialen Tiere dicht zu einander und wärmen sich gegenseitig (sog. Haufenbildung).
Unsere Hausschweine gehören zu den größeren in der Forschung eingesetzten Tieren. Da die Organe eine ähnliche Größe zu der des Menschen haben wird das Schwein häufig als Modellorganismus in dem Forschungsschwerpunkt der Xenotransplantation (Übertragung von Organen einer Spezies auf eine andere) eingesetzt.
Schon in den 1960er Jahren wurde das Göttinger Minipig, eine für Forschungszwecke gezüchtet. Bis heute hat sich das Göttinger Minipig aufgrund seiner Größe, Farbgebung und dem Status als spezifisch pathogenfreies Tier weltweit als Versuchstier etabliert.
Bis in den 1980er Jahren wurde noch Insulin aus Bauchspeicheldrüse von Schweinen gewonnen und zur Behandlung von Diabetes- Patient*innen genutzt.
Auch im Verhalten zeigen Schweine ähnliche Verhaltensweisen wie wir es von Menschen kennen. Zum Beispiel hat die Auswertung unterschiedlicher Grunzlaute gezeigt, dass sie Rückschlüsse auf die Emotionen der Tiere ziehen lassen. So sind Grunzlaute in negativ assoziierten Situationen eher kurze, hochfrequente Schreie und in positiven Situationen niederfrequentes Rufen/ Bellen Des Weiteren grunzen Sauen in einer ruhigen Frequenz, die Ferkel während und nach dem Säugen in den Schlaf, ähnlich wie Menschen ihre Kinder in den Schlaf singen.
Schweine werden nicht an der Universitätsmedizin gehalten. Einzelne Tiere werden in Aktutversuchen, beispielsweise für die Erforschung der Behandlung des aktuen Atemnotsyndroms (ARDS) verwendet.
Schwarzbäuchige Taufliege (Drosophila melanogaster)
Die umgangssprachlich als „Fruchtfliege“ bezeichnete Taufliege umfasst insgesamt ca. 3000 Arten. Ursprünglich stammt Drosophila melanogaster aus dem tropischen und subtropischen Gebiet, hat sich jedoch durch den Menschen über den gesamten Globus verteilt und ist den allermeisten Menschen aus warmen Sommertagen in Nähe der Küche, insbesondere unserem Obst bekannt. Daher erlangte Drosophila melanogaster den umgangssprachlichen Namen der Fruchtfliege. Die weiblichen Tiere werden etwa 2,5 mm lang, wobei die männlichen Tiere etwas kleiner sind. Wie der Name schon vermuten lässt, haben die Tiere eine dunkle Färbung am Bauch. Ihre Augen sind typischer Weise von roter Farbe.
Drosophila melanogaster gilt als einer der besten erforschten Organismen in der Biologie.
Vorteile, welche Drosphila melanogaster für die Forschung interessant macht sind unter anderem ihre hohe Fortpflanzungsrate. Bis zu 100 Eier/ Tag können die weiblichen Tiere legen. Auch die Entwicklung der Tiere ist von kurzer Dauer, insgesamt 10 Tage dauert die Entwicklung vom Ei zur Fliege. Somit können die Tiere pro Jahr bis zu fünf Generationen hervorbringen.
Im Gegensatz zum Menschen (46 Chromosomen) besitzen Drosophila melanogaster 8 Chromosomen, die als sogenannte Riesenchromosomen in den Speicheldrüsen der Fliege ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, dass trotz ihrer geringen Körpergröße die genetische Forschung an ihr, gut umsetzbar ist. Es wurde nachgewiesen, dass ca. 60 % der Fliegen-Gene beim Menschen in ähnlicher Art vorkommen. Krankheiten die beim Menschen eine wichtige Rolle spielen können dementsprechend in dem Modellorganismus von Drosophila melanogaster untersucht und erforscht werden. Des Weiteren haben Forscher*innen das Erbgut von Drosophila melanogaster bereits im Jahr 2000 vollständig entschlüsselt. Es exzistieren weltweit mehr als zehntausend genetisch veränderte Drosophila Stämme – mehr als von jedem anderen Organismus.
Weiterhin wurden insgesamt sechs Nobelpreise für Forschungsergebnisse, welche durch die Forschung mit Drosophila erlangt wurden, verliehen. Unter anderem wurde die Chromosomentheorie der Vererbung an ihr entwickelt.
Drosophila melanogaster ist ein Insekt und fällt somit im deutschen Tierschutzgesetz nicht unter den besonders starken Schutz von Wirbeltieren im experimentellen Bereich.
Forschende der Johannes- Gutenberg Universität Mainz haben herausgefunden, dass Drosophila melanogaster ein sehr stabiles Langzeitgedächtnis für die eigene Körpergröße und Reichweite der Gliedmaßen entwickelt. Der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Roland Strauss, aus dem Institut für Entwicklungsbiologie und Neurobiologie, dient Drosophila melanogaster als Modellorganismus, um Prozesse der Erinnerungen und Funktionen des Gedächtnisses zu studieren, wie sie teilweise auch schon beim Menschen bekannt sind.
Für nähere Informationen über die Forschung an Drosophila melanogaster an unserer JGU-Mainz:
nb-idn.biologie.uni-mainz.de/drosophila-as-an-animal-model-for-neurodegenerative-diseases/
