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Neuer nicht-invasiver Hormontest Wie Kot Labormäusen Stress erspart

| Autor / Redakteur: Nina Grötschl* / Christian Lüttmann

Eine Spritze zur Blutabnahme ist unangenehm, aber manchmal nötig, etwa um Hormone und deren Wirkung zu untersuchen. Damit bei der Grundlagenforschung Versuchstiere weniger leiden müssen, haben Forscher der Vetmeduni Wien nun einen neuen Hormontest für Labormäuse entwickelt, der ohne Blutprobe funktioniert. Stattdessen werden Stoffwechselprodukte im Kot untersucht.

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Ein nichtinvasiver Hormontest soll Labormäusen das Leben erleichtern.
Ein nichtinvasiver Hormontest soll Labormäusen das Leben erleichtern.
(Bild: Bettina Wernisch/Vetmeduni Vienna)

Wien/Österreich – Rund zwei Millionen Mäuse werden allein in Deutschland jedes Jahr zu Forschungszwecken in Laboren untersucht. Strenge Auflagen sollen dabei sicherstellen, dass keine unnötigen Tierversuche durchgeführt werden und dass es den Tieren so gut wie möglich geht. Etwa die Hälfte der Tiere wird für die Grundlagenforschung eingesetzt, um neue Therapien zu entwickeln. Dazu gehört u.a. auch die Erforschung des Hormonhaushaltes.

So wird z.B. das Blut von Mäusen auf Testosteron analysiert, dem wichtigsten Fortpflanzungshormon bei männlichen Wirbeltieren. Die Blutabnahme kann jedoch schmerzhaft sein und den Tieren unnötiges Leid zufügen. Eine schnellere und schmerzfreie Alternative wäre die Analyse von Hormonmetaboliten in Exkrementen. Allerdings variieren der Metabolismus und die Ausscheidung von Hormonmetaboliten zwischen den Spezies und manchmal sogar zwischen den Geschlechtern erheblich, weshalb diese Methode bisher nur sehr bedingt eingesetzt werden konnte.

Alternative zu Test per Blutabnahme

Einem Team der Vetmeduni Vienna unter Leitung von Kerstin E. Auer vom Institut für Labortierkunde gelang nun es nun, aus den Exkrementen von Mäusen den Hormonspiegel valide zu erheben. Als Grundidee ihrer Studie ging es den Forschern darum, eine nicht-invasive Alternative zu herkömmlichen Hormontests per Blutabnahme zu etablieren. In einem mehrphasigen Validierungsexperiment identifizierten sie einen Testosteron-EIA (enzyme-linked immunosorbent assay; auch als ELISA bekannt) als geeignet, um Testosteronmetaboliten bei männlichen und weiblichen Mäusen zuverlässig zu messen.

Ein neuer Hormontest in der Prüfung

In der Studie untersuchten die Wissenschaftler Testosteronmetaboliten (TMs) in Stuhl- und Harnproben von Mäusen und analysierten die täglichen Schwankungen der TM-Ausscheidungen bei beiden Geschlechtern sowie bei verschiedenen Stämmen. „Wir fanden heraus, dass Männchen im Vergleich zu Weibchen mehr radioaktiv markierte TMs über den Kot ausscheiden und dass die TM-Ausscheidung im Urin schneller passiert als im Kot. Auch hängt die TM-Ausscheidung vom Aktivitätsmuster der Tiere ab: So erfolgt die Ausscheidung nachts, wenn die Tiere aktiv sind, schneller als tagsüber, wenn sich die Tiere in ihrer Ruhephase befinden“, erklärt Auer.

Stammspezifische Unterschiede zwischen den Tieren fanden die Forscher keine. „Allerdings zeigten die Männchen im Vergleich zu Weibchen tageszeitliche Schwankungen in ihrem Testosteronspiegel. Wie erwartet zeigten Männchen zudem einen allgemein höheren TM- Kot-Spiegel als Weibchen“, führt Auer aus.

Einsatzmöglichkeiten des neuen Vrfahrens

Laut Studienleiterin Auer lässt sich die neue Testmethode in zahlreichen Bereichen einsetzen: „Unsere nicht-invasive Methode zur Beurteilung von Kot-Testosteronmetaboliten kann zur Untersuchung von Hormon-Verhaltens-Beziehungen und darüber hinaus in verschiedenen anderen Forschungsbereichen wie Fortpflanzung, Biomedizin und Tierschutz eingesetzt werden.“ Die Tiere selbst profitieren von dem neuen Test, da sich die invasiven Blutabnahmen zur Hormonbestimmung nun vermeiden lassen.

Originalpublikation: Kerstin E. Auer, Marius Kußmaul, Erich Möstl, Katharina Hohlbaum, Thomas Rülicke und Rupert Palme: Measurement of Fecal Testosterone Metabolites in Mice: Replacement of Invasive Techniques, Animals 2020, 10(1), 165; DOI: 10.3390/ani10010165

* N. Grötschl, Veterinärmedizinische Universität Wien, 1210 Wien/Österreich

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