Allgemein Versuchstier des Jahres

Versuchstier des Jahres 2018: Das Frettchen

Foto: Pixabay

Der Mensch nutzte das Frettchen bei der Kaninchenjagd und später bei der Bekämpfung so genannter Schädlinge. Heute ist es ein beliebtes Haustier. Es wird jedoch leider auch als Versuchstier immer attraktiver.

Frettchen machen zwar nur einen kleinen Teil der Tiere aus, die jährlich in Deutschland für wissenschaftliche Zwecke leiden und sterben müssen, es ist jedoch die Spezies der Wahl zur Untersuchung diverser virologischer Infektionskrankheiten. Zudem erweitert sich das wissenschaftliche Einsatzgebiet des quirligen Tieres kontinuierlich. Um auf diese und andere Entwicklungen aufmerksam zu machen, haben wir das Frettchen zum „Versuchstier des Jahres 2018“ ernannt.

Vom Jagdgefährten zum „Tiermodell“
Die Domestizierung des Frettchens begann wahrscheinlich schon vor ungefähr 2000 Jahren. Denn das Frettchen (Mustela putorius furo) war schon lange Zeit willkommenes „Werkzeug“ des Menschen. Der Name Frettchen stammt vom lateinischen Wort “fur” und bedeutet so viel wie Dieb. Das zusätzliche Wort putorius in der wissenschaftlichen Bezeichnung Mustela putorius furo stammt vom lateinischen „putor“ – Gestank – und verweist auf den charakteristisch strengen Geruch des kleinen Raubtieres. Das Frettchen gehört zur karnivoren Familie der Marder (Mustelidae) und ist höchstwahrscheinlich eine domestizierte Form des Europäischen Iltis (Mustela putorius).

Vom Jäger zum Heimtier
Im Gegensatz zum Iltis, ist das Frettchen ein sehr soziales Tier und lebt nicht gern alleine. Es hat zwar dieselbe, langestreckte wendige Form wie der wilde Vorfahre, ist aber ein wenig größer. Das Frettchen ist auch nach wie vor ein reiner Fleischfresser, hat allerdings über die Jahre der Domestizierung seinen ausgefeilten Jagdinstinkt verloren. Deshalb sind Frettchen weitgehend auf Fütterung durch den Menschen angewiesen und hätten ausgesetzt in der Wildnis kaum Überlebenschancen.

Vom Pestbekämpfer zum Versuchstier
Im Kampf gegen die Beulenpest war das Frettchen ein effizienter Jäger. Die Beulenpest wird durch das Bakterium Yersinia pestis ausgelöst und hauptsächlich über Bisse von infizierten Flöhen übertragen. Solche Flöhe vermehren sich gerne auf Ratten und deshalb wurden diese zur Eindämmung der Seuche systematisch verjagt und getötet. Ratten und Mäuse nahmen schon vor dem Geruch eines Frettchens ängstlich Reißaus, was die Vertreibung der Nager aus Häusern und Scheunen sehr erfolgreich machte. Außerdem scheinen Frettchen resistent gegen Y. pestis zu sein und laufen deshalb nicht Gefahr, sich anzustecken oder sogar als Überträger zu fungieren. Aber auch nach der weitgehenden Eindämmung der Pest hat der Mensch Wege gefunden, das Frettchen auszubeuten und so erhielt das bewegungsfreudige Tier ungefähr in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts einen Rang in den Reihen der Versuchstiere. Erste Studien untersuchten anhand von Frettchen Infektionen mit Grippeviren.

Das Frettchen im Labor
Die meisten Frettchen werden momentan in der angewandten beziehungsweise translationalen Forschung eingesetzt. In den letzten Jahren wurden knapp zwei Drittel aller Versuche an Frettchen zur Untersuchung menschlicher Infektionskrankheiten durchgeführt. Gut ein Fünftel der Tiere kam in der Grundlagenforschung zum menschlichen Nervensystem zum Einsatz. Wir können nicht bestimmt vorhersagen, wie sich die Zahl an Frettchen-Versuchen in den nächsten Jahren entwickeln wird, aber ein Anstieg ist wahrscheinlich. Denn auch wenn in Deutschland derzeit keine Versuche an Frettchen zu regulatorischen Zwecken, wie der Giftigkeitsprüfung von Stoffen, durchgeführt werden, sieht die Prognose für die Tiere nicht gut aus.

Sind Frettchen bald die neuen Affen?
Die Zahlen der in Tierversuchen eingesetzten Frettchen könnten bald steigen. Der Grund: Derzeit wird das Frettchen weltweit als alternatives Testsystem zu Hunden und nichtmenschlichen Primaten gehandelt. Die vielen anatomischen, metabolischen und physiologischen Ähnlichkeiten mit dem Menschen werden ihm dabei zum Verhängnis. Aktuell hat das Frettchen schon die Katze in immer mehr Studien zum menschlichen Nervensystem und dessen Entwicklung ersetzt. Es wurde sogar schon ein Frettchen mittels somatischen Zellkerntransfers (Klonschaf Dolly-Methode) geklont und vor wenigen Jahren das erste genetisch modifizierte Frettchen als „Modell“ für Zystische Fibrose, einer vererbbaren Stoffwechselstörung, vorgestellt. Mit der Entschlüsselung des kompletten Frettchen Genoms 2014 ist nun zu befürchten, dass der derzeitige Gentechnik Boom auch an den Frettchen nicht vorbeigehen wird und eine verstärkte Forschung für die Entwicklung neuer, genetisch modifizierter Krankheitsmodelle folgt.

Das Frettchen in der Grundlagenforschung
Frettchen und Menschen haben eine ähnliche Lungenphysiologie und gleichen sich auch im Befall des Respirationstrakts nach einer Ansteckung mit Grippeviren. Schon lange sind sie DAS präferierte Tiermodell für die Erforschung der Infektionen mit der menschlichen Grippe, sowie der Vogelgrippe. Es wird zum einen der Krankheitsverlauf nach einer Infektion, aber auch die mögliche Übertragung dieser Viren an ihnen untersucht. Das macht sie auch zu einem beliebten Modell, um die Wirksamkeit von Impfstoffen zu ermitteln. Dabei leiden die Frettchen unter den gleichen Symptomen, wie sie erfahrungsgemäß auch bei einer menschlichen Infektion zu erwarten sind. Dazu gehört erhöhte Temperatur, Schleimauswurf aus der Nase und Niesen sowie Gewichtsabnahme und Lethargie. Nach der Leidensphase werden die Tiere getötet und ihre Körper untersucht. Weltweit tauchen laufend neue Grippe-Stämme auf, über die man noch nichts weiß und gegen die auch noch keine Impfstoffe vorhanden sind. Auch hier werden Frettchen als Stellvertreter herangezogen, um die Pathogenität, also die krankmachende Wirkung, der unbekannten Virenstämme zu erfassen. Einfach ausgedrückt wird am Frettchen getestet, was die Viren für Schäden anrichten, bevor sie es im Menschen tun.

Neurowissenschaften: Experimentelle Manipulationen
Frettchen sind auch ein weit verbreitetes „Modell“ für Studien der Neurogenese, also der Entwicklung des Nervensystems inklusive des Gehirns. Bei der Geburt ist das Gehirn der Jungtiere noch nicht so weit entwickelt, wie es bei Primaten der Fall ist. Ein Großteil der Entwicklung findet also erst nach der Geburt statt. Dies ermöglicht Forschern experimentelle Manipulationen, die in Primaten noch während der Schwangerschaft in der Gebärmutter vorgenommen werden müssten. Des Weiteren ist die Hirnrinde ausgewachsener Frettchen in Furchen und Windungen gefaltet. Mäusen und Ratten fehlen solche Windungen und Furchen, die Hirnoberfläche ist eher glatt. An Frettchen wird deshalb zum Beispiel zur Signalübermittlung und Kommunikation verschiedener Hirnregionen bei unterschiedlichen Gehirnzuständen geforscht. Dabei werden den Tieren Elektroden zur Ableitung elektrischer Signale auf das Gehirn implantiert und die Aktivitäten verschiedener Hirnbereiche gemessen. Danach müssen Frettchen mit ihren Sensoren im Kopf alleine gehalten werden und das über mehrere Tage aushalten, bevor sie getötet werden.

Foto: pixabay

Krank geboren: Das Frettchen in der angewandten Forschung
Die Zystische Fibrose, auch Mukoviszidose genannt, ist eine vererbbare Stoffwechselerkrankung. Die Grundlage der Krankheit ist eine genetische Veränderung. Diese bewirkt, dass Sekrete vieler Körperdrüsen in Betroffenen zähflüssiger sind als normal. Besonders schwer trifft es meist die Lunge. Zur Erforschung der Zystischen Fibrose wurde 2010 das erste genetisch veränderte Frettchen als Krankheitsmodell etabliert. Diese Frettchen werden schon krank geboren und zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Lebensspanne getötet, um die Veränderungen an den Organen zu analysieren. Doch es gibt auch Lichtblicke: Gerade in der Infektionsbiologie gibt es immer mehr tierversuchsfreie Verfahren.

Lichtblick: Tierversuchsfreie Methoden
Gerade die Infektionsbiologie bietet schon viele in-vitro-Modelle, in denen die molekularen Mechanismen bei einer Infektion, sei es mit Bakterien oder Viren, entschlüsselt und so mögliche Strategien zur Bekämpfung entwickelt werden können. Allerdings gibt es noch kein ganzheitlich systemisches Modell, das beispielsweise das Symptomspektrum bei der Infektion mit einem neuartigen Influenzavirus abbilden kann. Hierzu bedarf es noch mehr Forschungsarbeit auf dem Gebiet der Human-on-a-Chip-Modelle.

Identifizierung von Grippe-Viren im Hochdurchsatz
In Bezug auf die Typisierung von Grippeviren wurde im Oktober 2017 das vielversprechende FluType-Projekt mit dem Landespreis Berlin für Alternativmethoden für Tierversuche in Forschung und Lehre ausgezeichnet. Momentan müssen jährlich die Zusammensetzungen der Grippeimpfstoffe überprüft und angepasst werden, um gegen das sich ständig verändernde Virus wirksam zu sein. Für diese Tests finden weltweit Tausende Tierversuche an Frettchen und anderen Tieren statt. Das neue System ist zwar noch in der Entwicklung, es basiert jedoch auf einem einfachen, schnellen in-vitro-Testsystem, mit dem die verschiedenen Virenarten aufgrund ihrer Proteinstruktur erkannt werden können. Basierend auf diesen Ergebnissen, könnten dann bei jeder Grippewelle die passenden Impfstoffe empfohlen werden und es müssten keine Frettchen mehr dafür infiziert werden.

Foto: TissUse

Hoffnungsträger: Mini Organe und Organchips
Zur Erforschung der Wirksamkeit von Arzneimitteln werden immer häufiger Krankheitsmodelle in der Petrischale verwendet. Dabei ist es nach dem heutigen Stand auch schon möglich, aus einer Hautzelle eines Patienten zum Beispiel ein völlig anderes Organgewebe herzustellen und damit in-vitro-Untersuchungen anzustellen. So wie die CRISPR/Cas-Technik* genutzt wird, um transgene Tiere „herzustellen“, lässt sich diese Technik auch nutzen, um Stammzellen für die Produktion kranken Gewebes in der Petrischale oder auf dem Mikrochip zu verändern, wenn die entsprechende Patientenhautspende nicht zur Verfügung steht. Die Möglichkeiten der verschiedenen Gewebe und Mini-Organe sind mittlerweile äußerst umfangreich, und die Systeme werden laufend verfeinert, um die Situation im menschlichen Körper noch realistischer zu simulieren. Ziel ist, irgendwann einen Minimenschen auf dem Chip mit optional einzelnen Organerkrankungen abzubilden. Auch Hormon- und Immunsystem werden dann integriert sein und könnten für die Forschung zu multisystemischen Fragestellungen, wie der Infektionsforschung verwendet werden. Der bekannte 4-Organ-Chip, entwickelt von der Firma TissUse in Berlin, wird bereits als Krankheitsmodell genutzt.

Foto: fotolia.com/Kzenon

Zelllinien: Verhindern Test am lebenden Tier
Etablierte Zelllinien aus Frettchen, an denen in-vitro-Versuche stattfinden könnten, gibt es bislang zwei. Sie sind natürlich keine echten tierleidfreien Ersatzverfahren einer humanbasierten Wissenschaft, sie verhindern jedoch das Experimentieren am lebenden Tier. Trotzdem werden sie hier der Vollständigkeit wegen angesprochen. Die sogenannte MpF Zelllinie stammt aus Hirnzellen eines 6 Wochen alten Frettchens und ihre Reaktion auf eine Infektion mit diversen Viren-Vertretern wurde bereits untersucht. Außerdem wurde vor einigen Jahren die Zelllinie FtAEpC aus alveolaren Epithelzellen (aus der Lunge) etabliert.

Aussicht: Mehr tierversuchsfreie Verfahren
In den letzten zehn Jahren hat sich auf dem Gebiet der Ersatzverfahren zum Tierversuch viel getan. Auch in Deutschland ist dieser Trend zu beobachten. Schrittweise werden immer mehr Projekte finanziert. Die intensiven Forschungen der letzten Jahre haben eine Vielzahl an neuen Methoden für die regulatorische Toxikologie, also den gesetzlich vorgeschriebenen Giftigkeitstests, erbracht. Diese positive Entwicklung bestätigt die Planung der Niederlande, als erstes Tierversuche zu regulatorischen Zwecken abschaffen zu können. Dabei ist es unerheblich, ob der Ausstieg tatsächlich bis 2025 gelingen kann oder länger braucht. Entscheidend ist, dass zielstrebig daran gearbeitet wird. Die Industrie hat ein großes Interesse an humanspezifischen Verfahren, so dass in-vitro Entwicklungen zur Nachbildung der besonders komplizierten systemischen Abläufe entschlossen verfolgt werden dürften.

Maßnahmenpaket umsetzen
Entscheidend für die zügige Entwicklung leistungsfähiger tierversuchsfreier Verfahren ist und bleibt am Ende eine angemessene Förderung. Die Realität sieht derzeit noch anders aus und der Großteil der Forschungsgelder fließt immer noch in Forschung an und mit Tieren. Darum fordert der Bundesverband Menschen für Tierrechte eine umgehende Umschichtung der Fördermittel, um das schon in der EU-Tierversuchsrichtlinie klar definierte Ziel, den Ausstieg aus dem Tierversuch, schnellstmöglich zu erreichen. Dazu haben wir einen umfangreichen Maßnahmenkatalog zusammengestellt und fordern von der Politik eine Gesamtstrategie für eine tierleidfreie Wissenschaft.

Wenn Sie mehr über das Versuchstier des Jahres wissen möchten, können Sie sich unsere ausführliche 16-seitige Online-Broschüre als PDF herunterladen.

Bisherige Versuchstiere des Jahres waren:
2018: Das Frettchen
2017: Die Ratte (Schirmherr: Prof. emer. Dr. Franz Gruber)
2016: Der Fisch (Schirmherrin: Hilal Sezgin)
2015: Das Kaninchen (2) (Schirmherren: Ehepaar Schöniger)
2014: Der Affe (Schirmherr: Gregor Resch)
2013: Der Hund (Schirmherrin: Marianne Goldmann)
2012: Die „Atherosklerose-Maus“ (Schirmherr: Wolfgang Horstmann)
2011: Der Krallenfrosch
2010: Das Schwein
2009: Das Kaninchen (1)
2008: Die Ratte im Alkoholversuch (2)
2007: Die Ratte im Alkoholversuch (1)
2006: Die „Muschelmaus“
2005: Der Javaneraffe (2)
2004: Der Javaneraffe (1)
2003: Die Goldorfe

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