מעבר של חזירי חווה לחזירי מחקר באמצעות רשימת פעולות לביצוע ייעודית ואחריה ייזום הכשרת קליקים - יוזמת עידון
Summary
עידון של מחקרי חזירים מושגת על ידי הצגת רשימת פעולות לביצוע סטנדרטית ואימוני חיזוק חיוביים באמצעות קליק. עבודה זו תומכת באיסוף דגימות ובהתנהלות מטלות יומיות הקשורות לבעלי החיים.
Abstract
יישום יוזמות 3R הוא חשוב. כדי לחדד את חייהם של חזירי מעבדה, התמקדנו בפרק הזמן שלפני הכללת בעלי חיים בניסויים. שיפרנו את רשימת הפעולות לביצוע במהלך הפיתוח. באמצעות רשימת הפעולות לביצוע תועדו כל התקדמות של חזיר בנפרד. זה מסייע למטפלים כך שהם נשארים ממוקדים בפעולות הדרושות כדי להתרועע עם בעלי החיים ולהגביל את הלחץ והחרדה של החיה. במהלך שלב זה, החזירים להיות רגועים ומוכנים להתחיל אימון קליק נוסף כדי להגביל עוד יותר את הלחץ במהלך תקופת הניסוי. החזירים יאפשרו בקלות לאסוף אמצעי תוצאה בסיסיים ללא ירידה או קיבעון.
הפרוטוקול מחולק לשניים. ראשית שלב המעבר שמתחיל כשהחזירים מגיעים למתקן המחקר. היכרות עם פינוקים וקשר הדוק יותר בהדרגה עם המטפלים הם הצעדים הראשונים. לאחר מכן, המטפל מציג פעולות כדי להיות מסוגל לגעת בראש ובבן, כדי לחקות למשל מניפולציה האוזן לקחת דגימת דם או האחורי כדי לקבל טמפרטורה רקטלית. בסיס חזק מבוסס במערכת היחסים עם בעלי חיים וזה ממזער במהירות את הלחץ שהחזירים מביעים לאחר ההגעה. שנית, אימון החיזוק החיובי מתחיל ללמד את החיה כיצד לבצע משימות מורכבות יותר מבלי להילחץ. קליק מוצג כמחזק משני.
זמן, מבנה, חינוך ותקשורת יסודית נראים הקריטריונים החשובים ביותר כדי להצליח ביישום פרוטוקול זה. בנוסף לכך שיש חזירים רגועים וצייתנים, המטפלים מדווחים כי הם נהנים מההתמקדות שמותר להם לתת לכל חזיר בודד, מה שמוסיף לשביעות הרצון הכללית שלהם בעבודה. מחויבות חזקה של מטפלים עם מחויבות חזקה והתמקדות בהתקדמות המעבר וברווחתו של כל חזיר, מחזקת בנוסף את תרבות הטיפול של המחלקה.
Introduction
עקרונות ה-3Rs (החלפה, צמצום ועידון) שנדונו על ידי ראסל וברץ’ בשנת 1959, מהווים את הבסיס של היום לסטנדרטים אתיים גבוהים בנוגע לשימוש בבעלי חיים למטרות ניסיוניות. במתקני מחקר ביו-רפואיים העוסקים במחקרים פרה-קליניים בבעלי חיים במעבדה, יש לדבוק בחשיבות רבה לעקרון הזיכוך. “עידון פירושו כל ירידה בשכיחות או בחומרה של הליכים לא אנושיים החלים על אותם בעלי חיים שעדיין יש להשתמש בהם”1.
הגדרה עכשווית קובעת גם כי עידון הוא “קידום מחקר לרווחת בעלי החיים על ידי ניצול הטכנולוגיות העדכניות ביותר ב- vivo ועל ידי שיפור ההבנה של ההשפעה של רווחה על תוצאות מדעיות”2. משמעות הדבר היא כי לא רק יוזמות עידון של היום חשוב לרווחת החיה כשלעצמה, אבל הם גם חשובים לאיכות המחקר כמו תוצאות מדעיות ייהנו מיוזמות אלה 3.
יוזמה אחת לעידון שיש לקחת בחשבון היא להתרועע ולאמן בעלי חיים ניסיוניים. הם עשויים להיות מאומנים לבצע משימה מסוימת למשל, לעלות על סולם או להתנהג בשלווה בזמן שדגימות דם נמשכות. מינים מסוימים עשויים להיות מסולקים באופן טבעי יותר לאימונים מאחרים וזה משפיע על המסורת לאימון מיני בעלי חיים במעבדה. באופן מסורתי, אימון כלבים נעשה במשך מאות שנים, למשל, על מנת להשתמש בכלב בציד. מסורות היסטוריות אלה בהחלט הפכו את אימון הכלבים בסביבת המחקר הביו-רפואי ליותר פשוטה. יחד עם קופים לא אנושיים, אימון של כלבי מעבדה כבר נדון ובוצע די הרבה זמן4,5.
המשותף לשני המינים הללו הוא שהם מדורגים גבוה על “סולם סוציו-זואולוגי”. סולם זה מדרג בעלי חיים על פי מקומם ושימושם בחברה האנושית 6. דירוג גבוה גם נושא עימו דרישה ציבורית גדולה להתייחס לבעלי החיים בצורה הומאנית ככל האפשר ולהגביל את רמת הלחץ והחרדה שלהם. מכרסמים, בניגוד לכלבים ופרימטים לא אנושיים, ממוקמים בקצה התחתון של הסולם החברתי-זואולוגי. הם לא זכו לתשומת לב וטיפול ציבוריים מקבילים. מבחינה היסטורית הם טופלו פחות טוב – ככל הנראה גם בשל יכולתם להפיץ מחלות מסכנות חיים. עם זאת, במהלך השנים האחרונות ההכשרה של מכרסמים יושמה בהגדרות מחקר פרה-אקליניות, ויתרונות מדעיים הקשורים להלן לא נעלמו מעיניו. הן חולדות והן עכברים מאומנים די בקלות והאימונים גם מגבילים את תגובת הלחץ שלהם ובכך מחזקים את התוצאות המדעיות7,8.
דיווח על איך להתרועע ולאמן חזירים בסביבת חיות מעבדה הוא למיטב ידיעתנו נדיר9. בסולם החברתי-זואולוגי, חזירים ממוקמים בין כלבים ומכרסמים. אנו מכירים את המינים בעיקר כמשאב מזון, אך עם זאת מספר לא מבוטל של חזירים משמשים גם במחקר ביו-רפואי. באיחוד האירופי לבדו, כ -75,000 חזירים שימשו מדי שנה למטרות מדעיות בשנים 2015-2017 10. מספר זה כולל גם חזירי חווה וגם חזירים מיניאטוריים. יש התמקדות גוברת בשיפור חייהם של בעלי חיים אלה על ידי אימון כאמצעי כדי לעמוד ב-3Rs. חזירי חווה וחזירים מיניאטוריים אכן יכולים להיות מאומנים 11,12, אבל נקודת המוצא שלהם במונחים של סוציאליזציה משתנה. חזירים מיניאטוריים גדלים למחקר ומתרועבים במהלך תוחלת החיים המוקדמת שלהם. הם גדלו כדי להיות רגועים. חזירי חווה גדלים לצריכה ולעתים קרובות לא חברתיים בכלל. חזירי גימור לייצור בשר בדנמרק שוכנים בדרך כלל בקבוצות בצפיפות גבוהה של 15-25 חזירים שבהם הם צריכים להתחרות כדי להרוויח עמדה בהיררכיה של העדר. המזג שלהם משקף את היכולת הזו. לעתים קרובות, הם שוכנים במתקנים יציבים עם רצפה מיועדת חלקית כדי להגביל את עומס העבודה של רפש החוצה. כדי לייעל את העלייה במשקל, הם מוזנים ad libitum באמצעות מערכות אוטומטיות אספקת מזון ומים. לפיכך, הקשר שלהם עם עובדי החווה מוגבל והם יהיו לחוצים כאשר הם מטופלים. זה מציב אתגרים מסוימים כאשר בעלי החיים מועברים למתקן מחקר. כאן רווחת בעלי החיים, הבעלות וה-3Rs ממלאים תפקיד מפתח13,14. מנקודת מבט מחקרית, כל בעל חיים בודד חשוב כדי להשיג את תוצאות המחקר הטובות ביותר האפשריות. רווחתם של בעלי החיים חשובה גם כדי להבטיח שונות בין-חייתית נמוכה בכל הנוגע ללחץ, חרדה ופחד. מסיבות אלה חשוב לשים לב למעבר מ”חיית עדר ” ל”יחיד “. עם ההגעה, החזירים נכנסים לסביבה חדשה עם ריחות חדשים, מזון חדש, מגע יומיומי עם מטפלים בבעלי חיים ולעתים קרובות גם בני זוג חדשים לעט. לחזיר, השינוי יכול להיות מלחיץ מאוד ואת החשיבות של תקופת התאקלמות של כמה ימים מוכר במדעי בעלי החייםבמעבדה 15.
על-ידי בניית תקופת ההתאקלמות, יצרנו את מה שאנו מכנים “שלב מעבר” באמצעות רשימת פעולות לביצוע מובנית שלב אחר שלב. רשימת הפעולות לביצוע מבטיחה כי כל חזיר מקבל מגע מטפל מספיק ולומד לאפשר טיפול בסיסי לבדיקה ואיסוף מדגם מבלי להיות לחוץ. לאחר מכן ניתן לבצע עבודה רציפה כדי לאמן את החזירים באמצעות אימון חיזוק חיובי המיועד לכל פרויקט מחקר ספציפי16,17. קליק משמש לאותת על תגמול מזון בעת ביצוע הפעולה הרצויה. שילוב השלבים משלב המעבר עם אימון קליקים נוסף של החזירים מעניק לבעלי החיים התיישבות חלקה במתקן המחקר. הם הופכים רגועים וקלים לטיפול ויכולים, עם מעט מאמץ, ללמוד לעמוד בשקט עבור למשל איסוף דגימת דם. על ידי שימוש בסוג זה של פרוטוקול טיפול, טכניקות מיושנות כגון הפחתת בעלי החיים או מלכודות מוחלפות. כדי לוודא שכל החזירים מטופלים מספיק רשימת פעולות לביצוע מתמלאת.
זה הופך להיות מקובל כי בעלי חיים אכן מרגישים רגשות חיוביים ולכן להתמקד בעבודה עם בעלי החיים לא צריך להיות רק על הסרת רגשות שליליים 18. האימון עם המטפל הוא דוגמה לחוויה רגשית חיובית. זה די מהנה עבור החזיר כפי שהוא מקבל פינוקים ותשומת לב. מלבד היתרון של הפחתת טיפול-מתח ופחד הקשורים התנהגויות במתקן, אימון בעלי החיים מספק הזדמנות לתת לבעלי החיים חוויות רגשיות חיוביות. הוספת חוויות חיוביות עשויה לנטרל חלק מהחוויות השליליות שבעלי חיים במעבדה נתקלים בהן ביחס לניסויים שבוצעו ובכך תגדיל עוד יותר את רווחת בעלי החיים 19,20.
בעוד החזירים נהנים ככל הנראה מהאימונים, המפגשים מציעים בו זמנית למשגיח הזדמנות לחזק את הקשר לכל חזיר בודד. להיות מטפל בבעלי חיים, ביצוע פעולות כואבות, כגון זריקות של בעלי החיים, הוא חלק מהעבודה. עם זאת, היכולת לאמן את בעלי החיים ולהפוך פעולות אלה לחוויות חיוביות היא מתגמלת בפני עצמה. היא מגבירה את המחויבות של המטפלים וממלאת תפקיד מרכזי בחיזוק תרבות הטיפול של המחלקה21,22,23.
החזירים שוכנו על פי מדיניות רווחת בעלי החיים של המכון, המתייחסת לחקיקה לאומית בנושא ניסויים בבעלי חיים, דיור וסוס. הפרוטוקול יכול להיות מיושם על חזירים נמות בכל גיל. לפיתוח רשימת הפעולות לביצוע של המעבר (איור 1) נעשה שימוש בסך הכל ב-40 חזירות חווה חוצות-גזע (דניתלנדרק-יורקשייר-דורוק) במשקל 35-80 ק”ג(טבלה 1). החזירים הוקצו לקבוצה התלויה בזמן הגעתם. החזירים שוכנו במתקן המחקר היציב בתקופה ינואר – ספטמבר 2020. כל חזירי החווה גדלים בחוות חזירים מסורתית ומועברים לחווה שיתופית כאשר הם שוקלים כ -15 ק”ג. לפחות שבועיים לפני ההכללה במחקרי הישרדות, החזירים מועברים למתקן המחקר היציב של האוניברסיטה. במהלך השבועיים הראשונים מתרחש המעבר מחזיר חווה לחיה מחקרית. הפרוטוקול מורכב מפעולות לא מזיקות וחיוביות ולכן ניתן ליזום אותו באופן מיידי כחלק מתקופת ההתאקלמות.
החזירים שוכנו בזה אחר זה במכלאות בגודל 3.4 – 6.8 מ‘2 על רצפות בטון מוצק ויש להם גישה למים באמצעות אספקת מים אוטומטית. יש שוקת האכלה לכל חזיר ולפחות חלק אחד של ההפרדה למכלאות השכנות מאפשר מגע חוטם. כאשר חזירים מתוכננים לקבל התערבויות כירורגיות או להיות מושתל ציוד, הם שוכנים לבד כדי למנוע חברי עט מלקקים ונשיכות בפצעים ומשכו שתלים החוצה. חומר המצעים הוא קש ובעלי החיים מועשרים עוד יותר בחציר ובצעצועי פעילות שונים, למשל חבל, כדורים, דליים, מקלות לעיסה העשויים מפלסטיק(איור 2).
בעלי החיים מגיעים מעדר הכלול בתוכנית ניטור הבריאות הלאומית לחזירי חווה, מה שאומר שהם נבדקים עבור שבעהפתוגנים 24 שיכולים להשפיע על חזירים בסביבת ייצור. בדיקות אקראיות דו-שנתיות מבוצעות עבור עדר המחקר בהתבסס על המלצות FELASA25,26, בנוסף לדגימות מחזירים המצדיקים אבחון עקב תוצאות מחקר בלתי צפויות. חלק מהחזירים ששימשו לפרויקט זה היו seropositive עבור הרבייה חזירית ותסמונת הנשימה; עם זאת, אף אחד מהחזירים לא הראה תסמינים קליניים המתאימים לזיהום. כל הדגימות שהוערכו באמצעות תגובת שרשרת פולימראז היו שליליות, המאשרות כי החזירים היו במצב בריא.
Protocol
Representative Results
Discussion
יישום פרוטוקול הכולל את החלק הראשון, רשימת פעולות לביצוע של שלב המעבר וחלק שני, תוכנית הכשרה רצופה של קליקים היא הצלחה מאושרת. מבוא ושימוש ברשימת פעולות לביצוע מפורטת סיפקו דרך לחדד את כניסת החזירים למתקן המחקר. שלב המעבר המובנה יוצר בסיס טוב יותר להכשרת החזירים לפני הכללה בפרויקטים מחקרי…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ביאטריס צ’רנינג אולסן, קרולין יעקובסן, טיין ביורןהולט גוסטפסן, הלנה סלין ק’יר בייריאל וקירה סוניצ’ן גראהדה מוכרים על מאמציהם הגדולים, משוב וסיוע בעיצוב הרשימה ובשימוש בה בעבודתם היומיומית. המאייר הרפואי קן קרגספלדט מוכר על עזרתו המקצועית בהמחשת איור 3.
Materials
| Wrap, e-power, blå, 7,5cm | E-vet A/S, Ole Rømers Vej 26 A, DK-6100 Haderslev | 203165B | Adhesive wrap used to wrap around the end of a stick to make a target stick. It is an advantage that it can be changed as it will get dirty quite quickly. |
| Apples | Varius | Uknown | Used as treats |
| Klikker (Clicker) | E-vet A/S, Ole Rømers Vej 26 A, DK-6100 Haderslev | TX2289 | Clicker used in training |
Referenzen
- Burch, R. L., Russell, W. M. S. . The principles of humane experimental technique. , (1959).
- The 3Rs. National Centre for the Replacement Available from: https://www.nc3rs.org.uk/the-3rs (2021)
- Gouveia, K., Hurst, J. L. Optimising reliability of mouse performance in behavioural testing: the major role of non-aversive handling. Scientific Reports. 7, (2017).
- Laule, G. E., Thurston, R. H., Alford, P. L., Bloomsmith, M. A. Training to reliably obtain blood and urine samples from a diabetic chimpanzee (Pan troglodytes). Zoo Biology. 15 (6), 587-591 (1996).
- Mills, D., Ledger, R. The effects of oral selegiline hydrochloride on learning and training in the dog: A psychobiological interpretation. Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry. 25 (8), 1597-1613 (2001).
- Arluke, A., Sanders, C. R. . Regarding Animals. , (1996).
- Leidinger, C., Herrmann, F., Thone-Reineke, C., Baumgart, N., Baumgart, J. Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice. Journal of Visualized Experiments. (121), e55415 (2017).
- Leidinger, C. S., Kaiser, N., Baumgart, N., Baumgart, J. Using Clicker Training and Social Observation to Teach Rats to Voluntarily Change Cages. Journal of Visualized Experiments. (140), e58511 (2018).
- Sorensen, D. B. Never wrestle with a pig. Lab Animal. 44 (2), 159-161 (2010).
- . 2019 report on the statistics on the use of animals for scientific purposes in the Member States of the European Union in 2015-2017 Available from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:52020DC0016&from=EN (2020)
- Louise, L. C. Target training pigs within an isolation unit (a pilot study. Animal Technology and Welfare. 17 (1), 46-47 (2018).
- Ryden, A., et al. Nursing and training of pigs used in renal transplantation studies. Laboratory Animals. , (2019).
- Smith, A. C., Swindle, M. M. Preparation of swine for the laboratory. ILAR Journal. 47 (4), 358-363 (2006).
- Swindle, M. M., Smith, A. C. . Swine in the Laboratory: Surgery, Anesthesia, Imaging, and Experimental Techniques, Third Edition. , (2016).
- Obernier, J. A., Baldwin, R. L. Establishing an appropriate period of acclimatization following transportation of laboratory animals. ILAR Journal. 47 (4), 364-369 (2006).
- Kaiser, A. R., Johnson, A. K., Ross, J. W., Selsby, J. T., Stalder, K. J. Independent Study 490A: Positive Reinforcement Training Piglets to Stand in a Container and Follow a Human. Iowa State University Animal Industry Report. 11 (1), (2014).
- Sørensen, D. B., Dragsted, N., Glerup, P. Positive reinforcement training in large experimental animals. Altex. 28, 250 (2011).
- Lawrence, A. B., Vigors, B., Sandoe, P. What Is so Positive about Positive Animal Welfare?-A Critical Review of the Literature. Animals. 9 (10), (2019).
- Jirkof, P., Rudeck, J., Lewejohann, L. Assessing Affective State in Laboratory Rodents to Promote Animal Welfare-What Is the Progress in Applied Refinement Research. Animals. 9 (12), (2019).
- Herskin, M. S., Bundgaard, C. J., Ottesen, J. L., Sørensen, D. B., Marchant-Forde, J. N., Sørensen, D. B., Cloutier, S., Gaskill, B. N. . Animal-centric care and management. , 173-186 (2020).
- What is a Culture of Care. Available from: https://norecopa.no/more-resources/culture-of-care (2020)
- Bertelsen, T. H., Sørensen, D. B., Cloutier, S., Gaskill, B. N. in . eds Dorte Bratbo Sørensen. Animal-centric care and management. , 15-29 (2020).
- Weichbrod, R. H., Thompson, G. A., Norton, J. N. . Management of Animal Care and Use Programs in Research, Education, and Testing. 2 edn. , (2017).
- SPF-DANARK. SPF status designations. SPF-DANARK. , (2021).
- Berset Convenor, F., et al. Federation of European Laboratory Animal Science Associations recommendations of best practices for the health management of ruminants and pigs used for scientific and educational purposes. Lab Animal. , (2020).
- Rehbinder, C., et al. FELASA recommendations for the health monitoring of breeding colonies and experimental units of cats, dogs and pigs. Report of the Federation of European Laboratory Animal Science Associations (FELASA) Working Group on Animal Health. Lab Animal. 32 (1), 1-17 (1998).
