Das Versuchstier des Jahres 2010 :
Das Schwein
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 Zahlen 2008
 Wie Schweine leben
 "Minischweine"
 Tierversuche an Schweinen
 Beispiele für Tierversuche
 Tierversuchsersatzverfahren
 Ersatzmethoden in der Magen-Darm-Forschung
 Argumente gegen Tierversuche
 Das können Sie tun
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  Beispiele für Tierversuche mit Schweinen

1. Xenotransplantationsforschung

Zu Versuchszwecken werden die Organe gentechnisch veränderter Schweine zunächst meistens in Affen transplantiert. In einem Experiment an der Ludwig-Maximilian-Universität in München an den Instituten für Anästhesiologie und Herzchirurgie sowie dem Institut für chirurgische Forschung wurde der Einfluss eines Narkosemittels auf die Herztransplantation vom Schwein zum Pavian untersucht. Hierfür wurden genmanipulierte Schweine verwendet, deren Gewebe von dem Pavian nicht so schnell abgestoßen werden sollte. Bei sechs Pavianen wurde unter verschiedenen Narkosemitteln das Herz herausgeschnitten und an dessen Stelle das Herz eines gentechnisch veränderten Schweins eingesetzt. (1).

Paviane mit transplantierten Organen genmanipulierter Schweine überleben diese Prozedur wenige Tage bis einige Monate (1a, 1b).

2. Leberchirurgie: Vergleich zweier Operationstechniken zur Vergrößerung eines Teils der Leber

Mit verschiedenen Operationstechniken wurden in dem am Universitätsklinikum Kiel durchgeführten Experiment insgesamt 24 „Minipigs“ operiert. Nach der Operation sollte sich die Leber vergrößern. Bei dreizehn Schweinen wurden einige Blutgefäße, die zur Leber führen, abgebunden. Bei elf Schweinen wurden verschiedene Substanzen in einige Blutgefäße gespritzt, um sie zu verstopfen. Sechs weitere Schweine wurden zur Kontrolle "schein-operiert", das heißt, ihr Bauch wurde aufgeschnitten, die Gefäße aber weder abgebunden noch verstopft. Alle Tiere wurden 28 Tage später getötet, die Lebern entnommen und untersucht.

Beide Operationstechniken werden bei menschlichen Patienten bereits angewendet, wenn sie z. B. wegen Leberkrebs operiert werden müssen. Trotzdem wurden sie an „Minipigs“ noch einmal unternommen (2).

3. Intensivmedizin: Behandlung einer künstlich erzeugten Blutvergiftung bei Ferkeln mit menschlichen Blutzellen.

In diesem Versuch ging es darum, eine bei Schweinen künstlich hervorgerufene Blutvergiftung mit verschiedenen Therapien zu behandeln, um zu sehen, welche Methode besser geeignet ist. Dabei wurde Ferkeln, die etwa sieben bis neun Wochen alt waren, unter Narkose eine Stunde lang eine Eiterbakterien-Lösung (Staphylococcus aureus) in die Blutbahn eingebacht. Nach einer Stunde wurden jeweils sieben Schweine unterschiedlich behandelt: Gruppe eins blieb unbehandelt. Gruppe zwei erhielt eine Plasmalösung infundiert. Das Plasma (Blutflüssigkeit) wurde zuvor aus dem Blut anderer Schweine gewonnen. Die dritte Gruppe erhielt eine Mischung aus Schweineplasma und menschlichen Blutzellen (Granulozyten). Die Infusion dauerte vier Stunden. Nach Erwachen der Tiere aus der Narkose mussten die Schweine die Folgen der bakteriellen Blutvergiftung bei vollem Bewusstsein erleiden. Die Belastung und damit das Leiden war erheblich, denn in Gruppe eins, die gar nicht behandelt worden war, starben alle Schweine innerhalb von 70 Stunden an der bakteriellen Blutvergiftung. In Gruppe zwei starben fünf, in Gruppe drei ein Schwein während des Beobachtungszeitraums von sieben Tagen. Die überlebenden Tiere wurden im Anschluss getötet.

Die Experimentatoren gaben zu, dass die Ergebnisse nicht auf den Menschen übertragbar sind, da es sich um junge, gesunde Schweine handelte und auch das Hervorrufen einer Blutvergiftung durch die Infusion mit Bakterien nicht der klinischen Situation auf der Intensivstation entsprach (3).

4. Magen-Darm-Forschung

4.1.Verdaulichkeitsuntersuchungen und Pharmakologie/Toxikologie des Magen-Darm-Traktes

Bei diesen Studien geht es um Fragestellungen zu den normalen und gestörten Verdauungsvorgängen sowie Wirkungen von oral verabreichten Stoffen wie Nahrungsmittelzusatzstoffen, Toxinen (Giften), Medikamenten etc. Dabei werden die Auswirkungen auf z. B. die Darmflora, die Magen-Darmschleimhaut und auch das Verhalten von Stoffen im Körper – wie z. B. die Aufnahme und der Transport in der Blutbahn – studiert.

Für solche Untersuchungen werden die Schweine oft chirurgisch „vorbereitet“, indem ihnen die Ausführungsgänge von Bauchspeicheldrüse oder Gallenblase abgebunden werden, oder es werden ihnen künstliche Öffnungen in den Darm (Fisteln) gelegt, die einen Zugang von außen durch die Körperwand ermöglichen, um während der laufenden Versuche Proben aus dem Darm entnehmen zu können.

Auch die „Kurzschaltung“ von normalerweise voneinander entfernt liegenden Darmabschnitten ist üblich. Hierzu wird der Darm im Querschnitt durchtrennt oder seitlich eröffnet und die eröffneten Stellen beider zu vereinenden Darmabschnitte werden miteinander vernäht (sogenannte Anastomosen).

Um aus dem Darm in die Blutbahn aufgenommene Substanzen und deren Abbauprodukte untersuchen zu können, werden Blutgefäße z. T. mit Dauerkathetern versehen.

Beispiele:

4.1.1. Für eine Studie zum Funktionsausfall der Bauchspeicheldrüse (Pankreasinsuffizienz) wurde elf Minischweinen der Ausführungsgang dieses Organs abgebunden, um den Funktionsausfall des Organs künstlich zu erzeugen. Sieben von diesen und zusätzlich vier weiteren Tieren wurde eine „Umleitungsfistel“ zwischen Hüft- und Blinddarm angelegt. Zudem wurde den Schweinen ein bis in die rechte Vorkammer des Herzens reichender Katheter in die Halsvene implantiert (4).

4.1.2. Um die Auswirkung von probiotischen Milchsäurebakterien auf die Darmflora zu untersuchen, wurde Schweinen zunächst der Blinddarm chirurgisch eröffnet. Durch das so entstandene, von außen zugängliche Loch (Fistel) wurde den täglich mit Yoghurt gefütterten Tieren Darminhalt entnommen, um die darin enthaltenen Bakterien zu untersuchen (5).

4.2. Tierexperimente zu Erkrankungen und Chirurgie des Verdauungstraktes

Bei Studien zu Erkrankungen des Magen-Darm-Traktes werden krankhafte Gewebeveränderungen wie Geschwüre, akute und chronische Entzündungen, Infektionen oder sogar Schäden bis hin zum Absterben ganzer Darmabschnitte hervorgerufen. Auch chirurgische Eingriffe am Magen-Darm-Trakt inklusive deren Komplikationen werden am „Schweinemodell“ studiert.

Beispiele:

4.2.1. Beim Menschen tritt gelegentlich als Komplikation von Antibiotika-Therapien eine Dickdarmentzündung auf, die durch eine Infektion mit dem Bakterium Clostridium difficile entsteht und durch hautähnliche Beläge auf der Darmschleimhaut gekennzeichnet ist. Die Beläge entstehen aus dem Sekret, das im Rahmen der Entzündung gebildet wird. Als Symptome dieser Erkrankung treten Fieber, Bauchschmerzen und -krämpfe sowie (z. T. blutiger) Durchfall, Übelkeit und Erbrechen auf. Je nach Schwere der Erkrankung kann es zu Darmdurchbrüchen (Perforationen), Bauchfellentzündung und sogar zum Tod des Patienten kommen.

4.2.2. Zur Etablierung eines „Schweinemodells“ der akuten und chronischen Clostridium-difficile-Infektion wurden „keimfreie“ Ferkel mit dem Krankheitserreger infiziert. Die Tiere entwickelten die charakteristischen Symptome der Dickdarmentzündung mit z. T. schweren Krankheitsverläufen. In Kot, Blut und Körperflüssigkeiten konnten Bakteriengifte nachgewiesen werden (6).

4.2.3. Bei Schweinen wurden der Dickdarm an einer Stelle durchtrennt und anschließend die so entstandenen Darm-Enden wieder zusammengenäht. Um die Vorgänge nach solchen Darmoperationen und deren Komplikationen zu untersuchen, wurde eine „undichte Stelle“ erzeugt, durch die Darminhalt in den Bauchraum gelang, und an zwei Stellen des Darms wurde die Blutzufuhr durch Abbinden von Blutgefäßen unterbrochen. Die Schweine entwickelten aufgrund der undichten Stelle eine Bauchfellentzündung und Blutvergiftung sowie auch z. T. einen Darmverschluss (7). Solche Erkrankungen sind sehr schmerzhaft und verursachen erhebliche Leiden.

4.2.4. Ein neues System zum Verschluss von Dickdarmperforationen, wie sie z. B. als Komplikation bei Eingriffen zur Entnahme von Gewebeproben vorkommen können, wurde an fünf Schweinen untersucht. Dabei wurden durch wiederholte Gewebeentnahme pro Tier zwei Perforationen erzeugt und mit dem neu entwickelten Clip (Verschluss-System) verschlossen. Der Heilungsverlauf nach Clipimplantation wurde über einen Zeitraum von zwei Wochen untersucht (8).

Quellen

(1) Bauer, A. et al. (2007) : Comparison of propofol and isoflurane anesthesia in orthotopic pig-to-baboon cardiac xenotransplantation. In: Xenotransplantation 14(3):249-254. online unter (http://www3.interscience.wiley.com/journal/118541400/abstract?CRETRY=1&SRETRY=0)

(1a) „Wettlauf um das Schweineherz“, von Kazim, Hasnain in: Spiegel, 07.12.2006, http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,451707,00.html

(1b) Schmoeckel, M. et al. (1998). Orthotopic heart transplantation in a transgenic pig-to-primate model. In: Transplantation 1998, vol. 65, no 12, pp. S1-S209 (33 ref.), pp. 1570-1577

(2) Wilms, C. M. D. et al. (2008) : Comparative Study of Portal Vein Embolization Versus Portal Vein Ligation for Induction of Hypertrophy of the Future Liver Remnant Using a Mini-Pig Model. In: Annals of Surgery 247 (5): 825-834. Online unter (http://journals.lww.com/annalsofsurgery/Abstract/2008/05000/Comparative_Study_of_Portal_Vein_Embolization.15.aspx)

(3) Mafamane, H. (2008): Untersuchungen zu den immunmodulatorischen Eigenschaften des Probiotikums Enterococcus faecium NCIMB 10415 (SF 68) auf die zelluläre Immunität beim Schwein während eine Experiments mit Salmonella enterica Serovar Typhimurium DT104. Berlin.

(4) Karthoff, J. (2004): Beurteilung der Wirksamkeit einer Enzymsubstitution am Modell des pankreasgangligierten Minischweins mittels unterschiedlicher Methoden bzw. Parameter (Nährstoffverdaulichkeit, Konzentration absorbierter Nährstoffe und unterschiedlicher Testsubstanzen im Blut). Dissertation. Tierärztliche Hochschule Hannover.

(5) Ohashi, Y., Tokunaga, M., Taketomo, N. & Ushida K. (2007) : Simulation of Indigenous Lactobacilli by Fermented Milk Prepared with Probiotic Bacterium, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus Strain 2038, in the Pigs. J. Nutr. Sci. Vitaminol. 53: 82-86.

(6) Steele, J., Feng, H., Parry, N. & Tzipori, S. (2010): Piglet models of acute or chronic Clostridium difficile illness. J. Infect. Dis. Feb 1; 201(3):428-34.

(7) Hoeppner, J., Crnogorac, V., Hopt, U.T. & Weiser, H.F. (2009): The pig as an experimental model for colonic healing study of leakage and ischemia in colonic anastomosis. J. Invest. Surg. Jul-Aug;22(4):281-5.

(8) Schurr, M. O., Hartmann, C., Kirschniak, A, Ho, C.-N., Fleisch, C. & Buess, G. (2008): Experimentelle Untersuchung zu einem neuen Verfahren für den koloskopischen Verschluss von Dickdarmperforationen mit dem OTSC®-Clip. Biomedizinische Technik. Band 53, Heft 2, Seiten 45–51.