Versuchsbeschreibung: Die Versuche werden vom Regierungspräsidium Darmstadt genehmigt. Die Rhesusaffen sind zwischen 10 und 14 Jahren alt und werden als "A", "H" und "I" bezeichnet.

Die Affen werden in Narkose versetzt. An ihrem Schädel wird eine Haltestange befestigt, die in den Versuchen eine Fixierung des Kopfes ermöglicht. Der Schädel wird geöffnet und Elektrodenplatten mit bis zu 64 Elektroden werden in das Gehirn der Tiere implantiert.

Bei den Versuchen sitzen die Affen in einem sogenannten Primatenstuhl in einem abgedunkelten Raum. Vermutlich wird ihr Kopf mit Hilfe der am Schädel befestigten Haltestange so fixiert, dass die Tiere den Kopf nicht von einem vor ihnen stehenden Bildschirm abwenden können. Auf dem Bildschirm ist ein kleiner Punkt zu sehen, auf den die Affen starren müssen. Auf dem Bildschirm werden den Affen Bilder von beispielsweise Tieren, Blumen, Landschaften oder Bäumen. Die Position der Augen wird mit einer Kamera beobachtet und sobald die Tiere nicht mehr auf den Punkt schauen, wird der Versuch abgebrochen und erneut gestartet. Wenn sie das gewünschte Verhalten zeigen, werden die Affen mit etwas verdünntem Fruchtsaft "belohnt". Um die "Motivation" der Tiere zu erhöhen, erhalten die Tiere üblicherweise an den Versuchstagen nicht ausreichend Flüssigkeit, so dass sie bei den Versuchen mitmachen, um etwas Flüssigkeit als "Belohnung" zu erhalten. Die Affen werden im Anschluss vermutlich in weiteren Versuchen eingesetzt.

Die Versuche wurden durch den Europäischen Forschungsrat (ERC), das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), das Human Frontier Science Program (HFSP, Frankreich) und die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert. Die Firma Nvidia stellte Grafikprozessoren für die Versuche zur Verfügung.

Bereich: Hirnforschung, Neurologie, Sehforschung

Originaltitel: Predictive coding of natural images by V1 firing rates and rhythmic synchronization

Autoren: Cem Uran (1,5)*, Alina Peter (1), Andreea Lazar (1), William Barnes (1,2), Johanna Klon-Lipok (1,2), Katharine A. Shapcott (1,3), Rasmus Roese (1), Pascal Fries (1,4), Wolf Singer (1,2,3), Martin Vinck (1,5)*

Institute: (1) Ernst Strüngmann Institute (ESI) for Neuroscience in Cooperation with Max Planck Society, Deutschordenstraße 46, 60528 Frankfurt am Main, (2) Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt, (3) Frankfurt Institute for Advanced Studies, Frankfurt, (4) Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour, Department of Biophysics, Radboud University Nijmegen, Nijmegen, Niederlande, (5) Donders Centre for Neuroscience, Department of Neuroinformatics, Radboud University Nijmegen, Nijmegen, Niederlande

Zeitschrift: Neuron 2022; 110: 1240-1257

Land: Deutschland

Art der Veröffentlichung: Fachzeitschrift

Dokumenten-ID: 5510

Versuchsbeschreibung: Die Versuche werden durch das Regierungspräsidium Darmstadt genehmigt. Die zwei männlichen Rhesusaffen werden als "K" und "H” bezeichnet. Um die "Motivation" der Tiere zu erhöhen, erhalten sie an den Versuchstagen üblicherweise nicht ausreichend Flüssigkeit, so dass sie an den Versuchen mitmachen, um etwas Flüssigkeit als "Belohnung" zu erhalten.

Die Tiere werden mittels Inhalationsnarkose narkotisiert. Ihnen werden Mikro-Elektroden-Platten in zwei Bereiche des Gehirns implantiert. Zusätzlich werden eine Messkammer und ein Haltebolzen am Schädel befestigt.

Bei den eigentlichen Versuchen müssen die Tiere auf einen grauen Monitor starren. Üblicherweise müssen die Tiere dabei in einem sogenannten Primatenstuhl sitzen und, um ein Abwenden des Kopfes vom Monitor zu verhindern, wird ihr Kopf über die am Schädel befestigte Haltestange fixiert. Im Zentrum des Monitors erscheint ein Punkt, den die Affen mit ihrem Blick fixieren müssen. Dann erscheint rechts oder links von diesem Punkt ein Kreis, der sich mehr oder weniger stark vom Hintergrund abhebt. Auf diesen müssen die Affen nun schauen, wobei ihre Blickrichtung mit einer Kamera verfolgt wird. Zeigen die Affen das gewünschte Verhalten, erhalten sie etwas Flüssigkeit als "Belohnung".

Dann wird ein bestimmter Teil des Gehirns, welcher an der Aufmerksamkeit beteiligt sein soll, mit Hilfe der implantierten Elektroden stimuliert. Erneut müssen die Tiere den Punkt anstarren und dann den erscheinenden Kreis anblicken. Gemessen wird, wie oft und wie schnell sie den Kreis anschauen und welcher Kontrast zwischen Kreis und Hintergrund ausreicht, damit die Tiere auf ihn blicken. Insgesamt werden 7 Versuchsreihen beim Affen "K" und 6 beim Affen "H" durchgeführt. Das weitere Schicksal der Affen wird nicht erwähnt, vermutlich werden sie in weiteren Versuchen eingesetzt.

Die Arbeiten wurden durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), den Europäischen Forschungsrat (ERC) und den Schweizerischen Nationalfonds (SNF) gefördert.

Bereich: Hirnforschung, Neurologie, Sehforschung

Originaltitel: Microstimulation of visual area V4 improves visual stimulus detection

Autoren: Ricardo Kienitz (1,2,3)*, Kleopatra Kouroupaki (2), Michael C. Schmid (2,3,4)*

Institute: (1) Epilepsiezentrum Frankfurt-Main, Zentrum der Neurologie und Neurochirurgie, Goethe-Universität, Frankfurt am Main, (2)* Ernst Strüngmann Institute (ESI) for Neuroscience in Cooperation with Max Planck Society, Deutschordenstr. 46, 60528 Frankfurt, (3) Institute of Neuroscience, Newcastle University, Newcastle upon Tyne, Großbritannien, (4) Departement für Neuro- und Bewegungswissenschaften, Mathematisch-Naturwissenschaftliche und Medizinische Fakultät, Universität Freiburg, Chemin du Musée 5, 1700 Freiburg, Schweiz

Zeitschrift: Cell Reports 2022; 40: 111392

Land: Deutschland

Art der Veröffentlichung: Fachzeitschrift

Dokumenten-ID: 5509

Versuchsbeschreibung: Die Versuche werden durch das Niedersächsische Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (LAVES) unter den Nummern 3392 42502-04-13/1100 und 33.19-42502-04-18/2823 genehmigt.

Es werden drei männliche Rhesusaffen in den Versuchen eingesetzt. Die Tiere sind zwischen 10 und 16 Jahren alt und werden als "sun", "igg" und "edg" bezeichnet. Die drei Affen wurden bereits zuvor in Versuchen eingesetzt, wozu ihnen eine Haltestange und eine Messkammer, durch die Elektroden in das Gehirn geschoben werden können, am Schädel befestigt wurden. Dieses "Equipment" wird auch in den vorliegenden Versuchen verwendet, wobei bei dem Affen "igg" im Laufe der Versuche unter Narkose die bestehende Messkammer über der linken Hirnhälfte entfernt wird und ihm stattdessen eine neue Messkammer über der rechten Gehirnhälfte angebracht wird.

Vor den eigentlichen Versuchen werden durch die Messkammern zwischen ein und drei Elektroden an eine bestimmte Position im Gehirn geschoben. Dies erfolgt ohne Narkose, da das Gehirn als schmerzunempfindlich gilt. Nicht im Paper erwähnt, aber es ist aber davon auszugehen, dass durch das Einstechen der Elektroden ins Hirngewebe die Hirnhaut verletzt wird und dort eine schmerzhafte Entzündung verursacht.

Die Tiere werden in sogenannten Primatenstühlen fixiert und ihr Kopf wird mit Hilfe der am Schädel befestigten Haltestange so befestigt, dass der Affe in die gewünschte Richtung schaut und den Kopf nicht bewegen kann. Den Tieren werden dann in einem abgedunkelten Raum Symbole gezeigt, entweder auf einem Bildschirm oder mit Hilfe eines Projektors. Während der Versuche wird die Position der Augen mit einer Kamera beobachtet und so ermittelt, ob die Tiere in die gewünschte Richtung schauen.

Am Beginn eines Versuchs wird den Tieren ein rotes Quadrat gezeigt. Die Tiere müssen dieses Quadrat mit ihrem Blick fixieren und einen Knopf drücken. Dann ändert sich die Helligkeit des roten Quadrats. Innerhalb von 0,6 Sekunden muss der Affe auf diese Veränderung reagieren, in dem er entweder den Knopf loslässt oder erneut drückt, je nachdem, wie es ihm in vorausgegangenen Versuchen beigebracht wurde. Reagiert der Affe richtig und schnell genug, ertönt ein bestimmtes Signal und das Tier erhält etwas Wasser, Tee oder Fruchtsaft. Dies wird als "Belohnung" bezeichnet. In dieser Arbeit nicht erwähnt, aber üblicherweise erhalten die Tiere außerhalb der Versuche nicht ausreichend Flüssigkeit, so dass sie ihren Durst durch die "Belohnungen" stillen müssen. Reagiert das Tier nicht richtig oder zu spät oder wendet den Blick vom roten Quadrat ab, ertönt ein anderer Ton und es gibt keine Flüssigkeit.

Zusätzlich zu dem roten Quadrat werden verschiedene Muster gezeigt: Zufällig angeordnete weiße Punkte, die sich unabhängig voneinander in verschiedene Richtungen bewegen, weiße Punkte, die an verschiedenen Positionen im Blickfeld erscheinen und deren Position und Richtung sich alle 0,1 Sekunden ändert, oder ein wellenförmiges Muster aus sich bewegenden Punkten. Nach Abschluss der Versuche werden sie Tiere in anderen Versuchen eingesetzt. Die Arbeiten wurden durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

Bereich: Hirnforschung, Neurologie, Sehforschung

Originaltitel: Electrophysiological dataset from macaque visual cortical area MST in response to a novel motion stimulus

Autoren: Benedict Wild (1,2)*, Amr Maamoun (1), Yifan Mayr (1), Ralf Brockhausen (1), Stefan Treue (1,3,4,5)

Institute: (1) Abteilung Kognitive Neurowissenschaften, Deutsches Primatenzentrum, Leibniz-Institut für Primatenforschung, Kellnerweg 4, 37077 Göttingen, (2) Göttinger Graduiertenzentrum für Neurowissenschaften, Biophysik und Molekulare Biowissenschaften, Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen, (3) Fakultät für Biologie und Psychologie, Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen, (4) Bernstein Center for Computational Neuroscience, Göttingen, (5) Leibniz-WissenschaftsCampus Primatenkognition, Göttingen

Zeitschrift: Scientific Data 2022; 9: 182

Land: Deutschland

Art der Veröffentlichung: Fachzeitschrift

Dokumenten-ID: 5508

Versuchsbeschreibung: Die Versuche werden durch das Referat Verbraucherschutz, Veterinärangelegenheiten des Landesverwaltungsamts Sachsen-Anhalt in Halle genehmigt.

Es werden insgesamt 8 Javaneraffen eingesetzt, allerdings werden aufgrund technischer Probleme die Daten von 3 Affen nicht verwendet. Die verbleibenden 5 Affen sind zum Zeitpunkt der Versuche zwischen 10 und 18 Jahre alt, drei der Tiere wurden zuvor bereits in invasiven Versuchen eingesetzt, bei denen ihnen Elektroden ins Gehirn eingelassen wurden. Neben den Affen werden auch 8 Menschen im Alter von 25 bis 41 Jahren in den Versuchen eingesetzt.

Die Versuche werden in einem schallisolierten Raum durchgeführt. Die Affen werden in sogenannten Primatenstühlen fixiert, in denen sie sich nicht bewegen können. Um ihre Blickrichtung in Richtung auf einen Monitor zu lenken, werden am Primatenstuhl zusätzliche Plexiglasplatten um den Kopf der Tiere herum angebracht, die ein Wegdrehen des Kopfes verhindern. Die menschlichen Versuchsteilnehmer werden auf einem Bürostuhl mit Armlehnen ebenfalls vor einen Monitor gesetzt.

Auf dem Monitor wird den menschlichen und nichtmenschlichen Primaten ein tonloser Zeichentrickfilm gezeigt. Über zwei neben dem Monitor stehende Lautsprecher wird ein gleichförmiges Geräusch vorgespielt, welches immer wieder von verschiedenen anderen Geräuschen in zufälliger Anordnung unterbrochen wird: Einen Ton anderer Höhe, ein Rauschen, ein Flüstern und den Ruf eines Affen, der in der Affenkolonie des Leibniz-Institut für Neurobiologie Magdeburg aufgenommene wurde. Jedes der Störgeräusche wird 10-mal für eine halbe Sekunde vorgespielt. Während dessen filmt eine Infrarot-Hochgeschwindigkeitskamera die Augen, woraus die Pupillenweite errechnet wird. Insgesamt dauert eine Messung 10 Minuten. Das weitere Schicksal der Affen wird nicht beschrieben, vermutlich werden sie in weiteren Versuchen eingesetzt.

Die Versuche wurden durch das Center for Behavioral Brain Sciences (Magdeburg), welches durch den European Regional Development Fund und die Leibniz Gemeinschaft finanziert wird, gefördert.

Bereich: Neurologie, Hörforschung

Originaltitel: Comparison of pupil dilation responses to unexpected sounds in monkeys and humans

Autoren: Elena Selezneva (1)*, Michael Brosch (2), Sanchit Rathi (2), T. Vighneshvel (2), Nicole Wetzel (1,3,4)

Institute: (1) Forschungsgruppe Neurokognitive Entwicklung, Leibniz-Institut für Neurobiologie Magdeburg, Brenneckestraße 6, 39118 Magdeburg, (2) Forschungsgruppe Vergleichende Neurowissenschaften, Leibniz-Institut für Neurobiologie Magdeburg, Magdeburg, (3) Center for Behavioral Brain Sciences, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, (4) Fachbereich Angewandte Humanwissenschaften, Hochschule Magdeburg-Stendal, Magdeburg

Zeitschrift: Frontiers in Psychology 2021; 12: 754604

Land: Deutschland

Art der Veröffentlichung: Fachzeitschrift

Dokumenten-ID: 5507

Versuchsbeschreibung: Die Versuche werden durch das Niedersächsische Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (LAVES) in Oldenburg unter der Nummer 33.19-42502-04-16/2286/LAVES genehmigt. Die weiblichen Ratten des speziell für Labore gezüchteten Wistar-Stamms werden bei Charles River in Sulzfeld gekauft. Zum Zeitpunkt des Versuchsbeginns sind sie 9 Wochen alt.

Ein Teil der Tiere wird mit Kohlendioxid betäubt. Das Gas reizt die Luftwege und kann Schmerzen, Atemnot und Angst auslösen. Gruppen von Ratten wird eine Flüssigkeit in die Luftröhre eingeflößt, welche verschieden geformte aus Kohlenstoff bestehende Nanopartikel in unterschiedlichen Konzentrationen enthält. Einige Tiere erhalten nur die Flüssigkeit ohne Nanopartikel. Die Narkose und das Einflößen der Flüssigkeit wird am nächsten Tag wiederholt. Drei Tage später werden die Tiere getötet. Dafür wird ihnen ein Narkosemittel in die Bauchhöhle gespritzt. Dann wird ein zum Herzen führendes großes Blutgefäß durchgeschnitten, so dass die Ratten verbluten. Ihre Lungen werden mit einer Flüssigkeit gespült, die dann untersucht wird. Dabei werden bei einem Teil der Tiere Anzeichen einer Entzündung gefunden.

Die anderen Ratten werden in Gruppen aufgeteilt. Die Tiere werden 28 Tage lang für jeweils 6 Stunden am Tag in eine enge Röhre gesteckt. In dieser Röhre können sie sich nicht bewegen und sie ist so konstruiert, dass nur die Nase der Ratten aus der Röhre herausschaut. Über die Nase müssen sie Luft einatmen, die unterschiedliche Mengen verschieden geformter Kohlenstoff-Nanopartikel enthält. Eine Gruppe von Tieren dient als Kontrolle und atmet saubere Luft ein.

Einen Tag nach Ende der Inhalationsversuche wird ein Teil der Ratten getötet. Dazu werden sie wie oben beschrieben betäubt und ausgeblutet. Die Lunge der Tiere wird mit einer Flüssigkeit gespült, die dann untersucht wird; zusätzlich wird auch das Lungengewebe untersucht. Dabei werden bei einem Teil der Tiere Anzeichen für eine Entzündung gefunden. Die verbleibenden Tiere werden 4 Wochen später ebenso getötet und untersucht.

Zusätzlich zu den Versuchen werden auch Versuche mit Zellen durchgeführt. Dazu werden verschiedene Zellen eingesetzt, unter anderem eine sogenannte primäre Zelle, welche aus den Lungen von Ratten stammt. Zur Gewinnung der Zellen werden die Tiere getötet.

Die Arbeiten wurden durch die Europäische Union, das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), das Portuguese Fundação para a Ciência e a Tecnologia (Portugal) und die Romanian Executive Unit for the Financing of Higher Education, Research, Development and Innovation (UEFISCDI, Rumänien) gefördert.

Bereich: Nanopartikeltoxikologie, Toxikologie

Originaltitel: PLATOX: Integrated in vitro/in vivo approach for screening of adverse lung effects of graphene-related 2D nanomaterials

Autoren: Otto Creutzenberg (1)*, Helena Oliveira (2), Lucian Farcal (3), Dirk Schaudien (1), Ana Mendes (2), Ana Catarina Menezes (2), Tatjana Tischler (1), Sabina Burla (3,4), Christina Ziemann (1)*

Institute: (1) Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM), Nikolai–Fuchs-Straße 1, 30625, Hannover, (2) Department of Biology & CESAM, University of Aveiro, Aveiro, Portugal, (3) BIOTOX SRL, Cluj-Napoca, Rumänien, (4) Department of Environmental Research and Innovation, Luxembourg Institute of Science and Technology, Belvaux, Luxemburg

Zeitschrift: Nanomaterials 2022; 12: 1254

Land: Deutschland

Art der Veröffentlichung: Fachzeitschrift

Dokumenten-ID: 5506

Versuchsbeschreibung: Die Versuche werden durch das Niedersächsisches Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (LAVES) Niedersachsen genehmigt. Die Ratten werden im Alter von 8 Wochen bei der Versuchstierzucht Charles River in Sulzfeld gekauft. Die Versuche werden am Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM) in Hannover durchgeführt. Dort werden die Ratten vor dem Versuchsbeginn über 2 bis 3 Wochen an die Versuchsapparatur gewöhnt. Diese besteht aus einer engen Röhre, in der die Tiere sich nicht bewegen können und aus der nur ihre Nase herausschaut.

Die Tiere werden 14 Tage oder 28 Tage lang für jeweils 6 Stunden am Tag in die enge Röhre gesteckt. Über die Nase müssen sie dabei Luft einatmen, die unterschiedliche Mengen eines Kobaltoxids enthält. Eine Gruppe von Tieren dient als Kontrolle und atmet saubere Luft ein.

Der Zustand der Ratten wird täglich kontrolliert und das Gewicht der Tiere zunächst zweimal in der Woche und später wöchentlich bestimmt. Bei einem Teil der Tiere wird am Tag nach dem Ende der Inhalationsversuche Blut aus hinter dem Augapfel liegenden Blutgefäßen entnommen. Dazu werden sie in eine leichte Narkose versetzt. Die Tiere werden mit Kohlendioxid erstickt und ihr Gewebe wird untersucht. Weitere Tiere erhalten am Tag nach dem Ende der Inhalationsstudie eine Überdosis eines Narkosemittels und werden durch Zerschneiden einer großen Vene durch Ausbluten getötet. Ihre Lungen werden mit einer Flüssigkeit gespült, die dann untersucht wird.

Der Rest der Ratten wird 91 Tage nach Ende der Inhalationsversuche ebenso getötet. Die Lunge, Lymphknoten, Luftröhre, der Rachen und die Nasenhöhlen werden untersucht. Es werden Veränderungen der Lungen, der lungennahen Lymphknoten, des Kehlkopfs und der Nasenhöhle gefunden.

Alle Autoren wurden durch das Cobalt Institute (Großbritannien) und das Cobalt REACH Consortium finanziell unterstützt oder sind dort angestellt.

Bereich: Toxikologie, Arbeitsmedizin

Originaltitel: A tiered approach to investigate the inhalation toxicity of cobalt substances. Tier 4: Effects from a 28-day inhalation toxicity study with tricobalt tetraoxide in rats

Autoren: Arne Burzlaff (1), Otto Creutzenberg (2), Dirk Schaudien (2), Vanessa Viegas (3), Ruth Danzeisen (3)*, David Warheit (4)

Institute: (1) EBRC Consulting GmbH, Hannover, (2) Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin, (ITEM), Nikolai-Fuchs-Straße 1, 30625, Hannover, (3) Cobalt Institute, 18 Jeffries Passage, Guildford, Großbritannien, (4) Warheit Scientific LLC, Wilmington, USA

Zeitschrift: Regulatory Toxicology and Pharmacology 2022; 130: 105129

Land: Deutschland

Art der Veröffentlichung: Fachzeitschrift

Dokumenten-ID: 5505

Versuchsbeschreibung: Die Axolotl stammen aus der Zucht des Zentrums für Regenerative Therapien (CRTD) der Technischen Universität Dresden. Axolotl sind im Wasser lebende mexikanische Schwanzlurche (Salamander), die im Larvenstadium wachsen und geschlechtsreif werden. Sie haben die Fähigkeit, abgeschnittene Körperteile nachwachsen lassen zu können. Es werden unter anderem gentechnisch veränderte Tiere eingesetzt, die im Knorpelgewebe fluoreszierende Eiweißstoffe bilden, was für mikroskopische Untersuchungen nützlich ist. Bei mindestens einem Tier wird unter Narkose eine Vorderpfote abgetrennt und mit einem bildgebenden Verfahren untersucht.

Andere Tiere werden zu verschiedenen Zeitpunkten ihrer Entwicklung durch Zugabe einer Chemikalie ins Wasser betäubt und auf einer Glasplatte fixiert. Die Entwicklung der Vorderhand wird mit einem bildgebenden Verfahren untersucht. Dann werden die Tiere durch eine Überdosis Narkosemittel getötet.

Axolotl mit bereits vollständig entwickelten Gliedmaßen werden ebenfalls betäubt und auf eine Glasplatte gelegt. Eine Vorderhand wird fixiert und über die Tiere wird ein mit einem Betäubungsmittel getränktes Tuch gelegt. Die Tiere werden mit verschiedenen bildgebenden Verfahren untersucht. Im Anschluss daran wird den Tieren ein Finger der Vorderhand abgeschnitten. Von diesem Eingriff dürfen sie sich für 10 Minuten unter einem feuchten Tuch "erholen". Dann werden sie zurück ins Wasser gesetzt. 15 und 30 Tage nach der Amputation werden die Tiere erneut in Narkose versetzt und mit den bildgebenden Verfahren wird untersucht, wie sich die Vorderhand nachbildet. Am Ende der Versuche werden auch diese Tiere mit einer Überdosis Narkosemittel getötet.

Die Arbeiten wurden durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), die Dresden International Graduate School for Biomedicine and Bioengineering (DIGS-BB) und die Europäische Union gefördert.

Bereich: Bildgebende Verfahren, Regenerationsforschung, Entwicklungsbiologie

Originaltitel: In vivo assessment of mechanical properties during axolotl development and regeneration using confocal Brillouin microscopy

Autoren: Camilo Riquelme-Guzmán (1,3), Timon Beck (2,4), Sandra Edwards-Jorquera (3), Raimund Schlüßler (2), Paul Müller (2,4), Jochen Guck (2,4), Stephanie Möllmert (2,4)*, Tatiana Sandoval-Guzmán (3,5)*

Institute: (1) Zentrum für Regenerative Therapien (CRTD), Center for Molecular and Cellular Bioengineering, Technische Universität Dresden, Dresden, (2) Biotechnologisches Zentrum, Center for Molecular and Cellular Bioengineering, Technische Universität Dresden, Dresden, (3)* Medizinische Klinik und Poliklinik III, UniversitätsCentrum für Gesundes Altern, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Technische Universität Dresden, Fetscherstraße 74, 01307 Dresden, (4) Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts und Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin, Staudtstraße 2, 91058 Erlangen, (5) Paul Langerhans Institut Dresden, Helmholtz Zentrum München, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Technische Universität Dresden, Dresden

Zeitschrift: Open Biology 2022; 12: 220078

Land: Deutschland

Art der Veröffentlichung: Fachzeitschrift

Dokumenten-ID: 5504

Versuchsbeschreibung: Die Versuche werden an der Humboldt-Universität Berlin durchgeführt.

Es werden männliche und weibliche Tiere von zwei verschiedenen Gattungen von Nilhechten eingesetzt, die durch einen Großhändler aus Afrika importiert wurden. Um die Fortpflanzungsfähigkeit der Tiere zu stimulieren, werden die Haltungsbedingungen so angepasst, dass die Regenzeit in ihren heimischen Gewässern nachgeahmt wird, indem der Salzgehalt des Wassers über mehrere Wochen verringert wird.

Die Fische werden durch Zugabe einer Chemikalie in das Wasser narkotisiert. Dann wird ihnen ein Hormon in einen Rückenmuskel gespritzt, um den Eisprung oder die Spermienproduktion zu fördern. 24 Stunden nach der Hormonspritze werden die Fische erneut in Narkose versetzt. Dann werden die Eizellen bzw. Spermien aus den Tieren herausgedrückt. Eizellen und Spermien werden vermischt und die Entwicklung der befruchteten Eizellen wird mit einem Mikroskop verfolgt und fotografiert.

Bei einem Teil der befruchteten Eier stoppt die Entwicklung. Bei anderen werden bereits nach 28 Stunden Missbildungen festgestellt. Später werden weitere Tiere mit unterentwickelten Köpfen, Deformationen und Fehlentwicklungen des Kreislaufsystems beobachtet. Einer der Fische entwickelte zwei Köpfe. Bei bis zu 17 % der Tiere werden während der Embryonalentwicklung Missbildungen festgestellt. Diese Tiere sterben zwischen dem 7. und 10 Tag nach der Befruchtung.

Insgesamt bilden von 188 befruchteten Eiern 13 Embryonen mit Missbildungen aus. Es schlüpfen 173 Tiere, von denen 40 das Jugend- oder Erwachsenenalter erreichen. Auch zu späteren Entwicklungszeitpunkten werden noch Fehlbildungen festgestellt, wie Missbildungen der Wirbelsäule oder des Herz-Kreislaufsystems. Alle fehlgebildeten Fische sterben. Eines der Tiere leidet unter einer Pilzinfektion und stirbt. Weitere Todesfälle werden von den Autoren auf Erkrankungen, Schwierigkeiten beim Fressen oder Verletzungen der Tiere untereinander zurückgeführt.

Fünf der Jungtiere werden einzeln gehalten, um ihre Entwicklung beobachten zu können, der Rest in Gruppen. Die größeren Tiere werden in Plastikboxen gehalten, in denen eine Vorrichtung integriert ist, die es erlaubt, die Fische räumlich so zu begrenzen, dass sie sich nicht bewegen können. In diesen Boxen werden Elektroden vor dem Kopf und am Schwanz der Tiere positioniert, mit denen die elektrischen Entladungen der Fische gemessen werden. Diese Messung erfolgt bei den Larven zweimal im Monat, bei den Jungtieren einmal im Monat und bei den erwachsenen Fischen alle 3 Monate.

14 der Fische, die das Erwachsenenalter erreichten, werden gemeinsam in einem Tank gehalten. Nach Anpassung der Haltungsbedingungen zur Nachahmung der Regenzeit, um die Bildung von Eizellen und Spermien zu fördern, wird bei einigen der weiblichen Tiere eine Schwellung des Bauchraums beobachtet. Da jedoch kein Ablaichen erfolgt, werden die Weibchen über Einleitung einer Chemikalie ins Wasser in Narkose versetzt und die Eier ausgedrückt. Ebenso werden Spermien aus männlichen Tieren gewonnen. Aus dem Vermischen von Eiern und Spermien gehen jedoch keine befruchteten Eizellen hervor.

Die Arbeiten wurden durch die Friedrich-Naumann-Stiftung für die Freiheit gefördert, die Publikation wurde durch das Projekt DEAL finanziert.

Bereich: Tierzucht, Entwicklungsbiologie, Reproduktionsforschung

Originaltitel: Intergenus F1-hybrids of African weakly electric fish (Mormyridae: Gnathonemus petersii ♂ × Campylomormyrus compressirostris ♀) are fertile

Autoren: Yevheniia Korniienko (1), Kingsley C. Nzimora (1), Marianne Vater (3), Ralph Tiedemann (2), Frank Kirschbaum (1)*

Institute: (1) Lebenswissenschaftliche Fakultät, Albrecht Daniel Thaer-Institut für Agrar- und Gartenbauwissenschaften, Biologie und Ökologie der Fische, Humboldt-Universität Berlin, Philippstr. 13, 10115 Berlin, (2) Institut für Biochemie und Biologie, Arbeitsgruppe Evolutionsbiologie / Spezielle Zoologie, Universität Potsdam, Potsdam, (3) Institut für Biochemie und Biologie, Arbeitsgruppe Allgemeine Zoologie, Universität Potsdam, Potsdam

Zeitschrift: Journal of Comparative Physiology A 2022; 208: 355–371

Land: Deutschland

Art der Veröffentlichung: Fachzeitschrift

Dokumenten-ID: 5503

Versuchsbeschreibung: Die Versuche werden durch die Landesdirektion Sachsen unter den Nummern TVV 2015/05, TVV13/2020 und TVV21/2017 genehmigt. Die Mäuse werden an der Einheit Biomedical Services am Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden gezüchtet. Die schwangeren Frettchen stammen aus der Versuchstierzucht Marshall BioResources (USA) und werden ebenfalls am Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik gehalten. Zusätzlich werden Versuche mit Zellen aus dem Gehirn menschlicher Embryonen durchgeführt.

Schwangere Mäuse werden 13,5 oder 15,5 Tage nach der Empfängnis in eine Narkosebox gesetzt und durch Einleiten eines gasförmigen Narkosemittels in die Box narkotisiert. Ihnen wird ein Betäubungsmittel unter die Haut gespritzt. Ihre Bauchhöhle wird aufgeschnitten und die Gebärmutter freigelegt. Den Embryonen wird eine Lösung ins Gehirn gespritzt, die einen Farbstoff und ein DNA -Molekül enthält. Das DNA-Molekül enthält entweder die genetische Information zur Produktion eines menschlichen oder eines aus Affen stammenden Proteins oder keine Information. Bei einigen der DNA-Moleküle ist auch die Information zur Produktion eines farbigen Eiweißstoffes enthalten. Damit die DNA in die Zellen der Embryonen eindringt, werden Elektroden an die Köpfe der Embryonen angelegt, durch die Strom fließt, wodurch die Zellen durchlässig werden und DNA eindringen kann.

Im Anschluss wird der Bauch der Muttertiere wieder verschlossen, in den folgenden Tagen wird dem Wasser der Mäuse ein Schmerzmittel zugesetzt. 15,5, 17,5 oder 18,5 Tage nach der Empfängnis werden die schwangeren Tiere durch Genickbruch getötet. Die Embryonen, deren Geburt 1 bis 5 Tage später stattgefunden hätte, werden aus ihren toten Müttern herausgeschnitten und durch Abtrennen des Kopfes getötet. Die Gehirne der Embryonen werden entnommen und untersucht.

Die schwangeren Frettchen werden am 33. Tag nach der Empfängnis in einer Narkosebox narkotisiert und ihnen wird ein Betäubungsmittel, ein Antibiotikum sowie eine Zuckerlösung gespritzt. Die Bauchhöhle der Tiere wird aufgeschnitten und die Gebärmutter freigelegt. Den Embryonen wird eine Lösung injiziert, die einen Farbstoff und ein DNA-Molekül enthält. Es werden Elektroden an die Köpfe der Embryonen angelegt, durch die Stromstöße verabreicht werden. Der Bauchraum der Frettchen wird zugenäht. In den folgenden Tagen erhalten die Tiere Schmerzmittel und Antibiotika. Die Frettchen bringen ihre Jungen zur Welt. Ein Teil der jungen Frettchen wird 2 Tage nach der Geburt mit einer Spritze in die Bauchhöhle in Narkose versetzt und enthauptet. Die anderen Jungtiere werden an ihrem 16. Lebenstag ebenso narkotisiert, dann wird ihnen eine Nadel ins Herz gestoßen, durch die eine konservierende Flüssigkeit ins Herz gepumpt wird, woran die Tiere versterben. Die Gehirne der Jungtiere werden entnommen und untersucht. Ihre Mütter werden kastriert und zur Adoption freigegeben.

Die Arbeiten wurden durch die NOMIS Foundation (Schweiz), die Europäische Union und die Max-Planck-Gesellschaft finanziert.

Bereich: Entwicklungsbiologie, Hirnforschung, Neurologie, Mutationsforschung

Originaltitel: Human TKTL1 implies greater neurogenesis in frontal neocortex of modern humans than Neanderthals

Autoren: Anneline Pinson (1), Lei Xing (1), Takashi Namba (1), Nereo Kalebic (1), Jula Peters (1), Christina Eugster Oegema (1), Sofia Traikov (1), Katrin Reppe (1), Stephan Riesenberg (2), Tomislav Maricic (2), Razvan Derihaci (3), Pauline Wimberger (3), Svante Pääbo (3), Wieland B. Huttner (1)*

Institute: (1) Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik, Pfotenhauerstr. 108, 01307 Dresden, (2) Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig, (3) Technische Universität Dresden, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus, Klinik und Poliklinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe, Dresden

Zeitschrift: Science 2022; 377: 1170

Land: Deutschland

Art der Veröffentlichung: Fachzeitschrift

Dokumenten-ID: 5502

Versuchsbeschreibung: Die Versuche werden durch das Niedersächsische Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit unter der Nummer 33.19-42502-05-17A206 genehmigt. Durchgeführt werden sie am Institut für Parasitologie in Hannover, wo die Tiere auch gehalten werden. Ein Teil der Tiere wurde zuvor bereits in Versuchen eingesetzt, in denen sie mit anderen Parasiten infiziert wurden.

Die Tiere werden paarweise gehalten. Die Katzen werden in Innenhaltung gehalten und ihnen wird Beschäftigungsmaterial wie Spielzeug und Kratzmöglichkeiten zur Verfügung gestellt. Die Hunde haben Zugang zu einem betonierten Außenbereich und erhalten ebenfalls Spielzeug. Acht Katzen im Alter von 4 Monaten bis 12 Jahren werden mit einem Hakenwurm (Ancylostoma tubaeforme) infiziert, indem ihnen Larven des Wurms oral verabreicht werden. Wie dies geschieht, wird nicht beschrieben. Die Hakenwürmer können unter anderem Blutarmut, Durchfall und Entwicklungsverzögerungen verursachen. Konkrete Symptome der in diesem Versuch eingesetzten Katzen werden nicht genannt.

Drei der Katzen aus dem Versuch mit dem Hakenwurm (7 Monate alt) und zwei weitere, 3 Monate alte Katzen werden später mit einem Rundwurm (Toxocara cati) infiziert, indem ihnen Eier des Parasiten oral verabreicht werden. Die Symptome dieser Infektion treten üblicherweise bei Jungtieren auf und umfassen Durchfall, Erbrechen, Wachstumsstörungen und Bauchbeschwerden bis zu einem Darmverschluss. Die Symptome der in dieser Studie eingesetzten Katzen werden nicht genannt.

Sieben Hunden im Alter von 5 Monaten bis 5 Jahren werden Larven eines Hakenwurms (Uncinaria Stenocephala) oral verabreicht. Der Parasit kann vor allem bei Jungtieren zu Durchfällen führen. Ein weiterer Hund wird nicht infiziert, lebt aber mit einem infizierten Hund zusammen.

Von den Katzen und Hunden werden über einen Zeitraum von bis zu 102 Tagen jeden 2. Tag Kotproben gesammelt und analysiert.

Es wird festgestellt, dass auch der Hund, der nicht infiziert wurde, 30 Tage nach Beginn des Versuchs Hakenwurm-Eier ausscheidet. Bei zwei Hunden tritt während der Versuche eine Infektion mit einem anderen Parasiten aus früheren Infektionsversuchen erneut auf, obwohl die Tiere zuvor entwurmt wurden.

Die Veröffentlichung der Arbeiten wurden durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und die Tierärztliche Hochschule Hannover finanziell unterstützt.

Bereich: Veterinärparasitologie, Tiermedizin, Diagnostik

Originaltitel: Evaluation of a commercial coproantigen immunoassay for the detection of Toxocara cati and Ancylostoma tubaeforme in cats and Uncinaria stenocephala in dogs

Autoren: Daniela Hauck (1), Katharina Raue (1), Katrin Blazejak (1), Rita M. Hanna (2), David A. Elsemore (2), Nikola Pantchev (3), Christina Strube (1)*

Institute: (1) Institut für Parasitologie, Zentrum für Infektionsmedizin, Tierärztliche Hochschule Hannover, Bünteweg 17, 30559 Hannover, (2) IDEXX Laboratories Inc, Westbrook, USA, (3) IDEXX Laboratories, Kornwestheim

Zeitschrift: Parasitology Research 2022: doi.org/10.1007/s00436-022-07715-0

Land: Deutschland

Art der Veröffentlichung: Fachzeitschrift

Dokumenten-ID: 5501