Ziele des Einsatzes der biologischen Methode
Die biologische Diagnostikmethode wird in Fällen eingesetzt, in denen die Möglichkeiten der Arbeit in vitro (im Reagenzglas) nicht ausreichen. Die Hauptziele des experimentellen Tierversuchs umfassen:
- Isolierung des Erregers. Dies ist der Hauptvorteil der Methode. Sie ist unverzichtbar bei der Arbeit mit Mikroorganismen, die grundsätzlich nicht auf künstlichen Nährböden wachsen.
- Beurteilung der Pathogenität. Die Methode erlaubt die präzise Bestimmung des Virulenzgrades der isolierten Mikrobe und die Ermittlung des Typs des von ihr gebildeten Toxins.
- Modellierung der Infektion. An einem lebenden Organismus lässt sich das klinische Bild der Erkrankung reproduzieren, die Etappen der Pathogenese detailliert untersuchen und die komplexe Wechselwirkung im System „Mikroorganismus – Makroorganismus“ analysieren.
- Immunologie und Pharmakologie. Der Tierversuch ist notwendig, um die Immunantwort des Makroorganismus zu untersuchen sowie die reale Wirksamkeit und Aktivität neuer antimikrobieller Medikamente und Impfstoffe zu bewerten.
Verabreichungswege des Untersuchungsmaterials
Damit sich der Infektionsprozess möglichst adäquat entwickelt, wird das Material je nach Tropie des Erregers über verschiedene Wege verabreicht. Die Wahl des Tieres (Mäuse, Ratten, Meerschweinchen oder Kaninchen) und des Applikationsweges wird durch die biologischen Besonderheiten des Infektionserregers diktiert.
- Enteral: Verabreichung des Materials durch den Mund (peroral).
- Respiratorisch: Zufuhr des Infektionserregers direkt in die Atemwege.
- Parenteral: Injektionsmethoden unter Umgehung des Verdauungstrakts. Dazu gehören intraperitoneale, intravenöse, intramuskuläre, subkutane und intrakutane Verabreichung.
- In spezielle Locusse: Komplexe Manipulationen bei spezifischen Infektionen. Zum Beispiel die Applikation in die vordere Augenkammer, subdural (erfordert eine vorherige Trepanation) oder subokzipital (Injektion in die Cisterna magna des Gehirns).
Vor- und Nachteile der Methode
Wie jeder diagnostische Ansatz hat auch die Untersuchung in vivo ihre starken und schwachen Seiten.
Vorteile:
- Höchste Empfindlichkeit. Der lebende Organismus reagiert selbst auf minimale Dosen des Pathogens, die mit anderen Methoden möglicherweise nicht nachgewiesen werden können.
- Möglichkeit der Isolierung schwer kultivierbarer Erreger. Klassische Beispiele sind die Erreger von Lepra und Syphilis, die sich im Labor nicht auf Standardnährböden züchten lassen.
Nachteile:
- Artspezifische Unempfänglichkeits gegenüber Infektionen. Versuchstiere sind genetisch unempfänglich für die Mehrzahl der Anthroponosen — Krankheiten, die ausschließlich den Menschen befallen.
- Hohe wirtschaftliche Kosten. Die Methode erfordert erhebliche finanzielle Aufwendungen für den Ankauf von Rassetieren, deren artgerechte Fütterung sowie für den Bau und die regelmäßige Wartung eines spezialisierten Vivariums.
Kurz gefasst: Antworten auf Fragen zum Thema
In welchen Einheiten und wie genau wird der Virulenzgrad eines Mikroorganismus bei der Durchführung eines Tierversuchs bewertet?
Bei der Durchführung eines Tierversuchs in vivo wird der Virulenzgrad an Labortieren durch Bestimmung der letalen Dosen bewertet. Die Infektionsdosis hängt von der Eintrittspforte der Infektion ab: Für eine Infektion über die Atemwege können 1–2 Zellen ausreichen, während bei einer oralen Infektion desselben Mikroorganismus Tausende von Zellen erforderlich sind. Maßeinheiten für den Virulenzgrad sind in der angeführten Quelle nicht angegeben.
Wie wird eine bakteriologische Untersuchung der Organe eines verendeten Versuchstiers durchgeführt?
Für das Sektionsmaterial, das Milz, Leber, Lymphknoten und andere Organe umfasst, beinhaltet die bakteriologische Untersuchung die Mikroskopie von Ausstrichen des pathologischen Materials mit Gram-Färbung und Kapselnachweismethoden sowie die Isolierung einer Reinkultur durch Beimpfen einer Fleischpepton-Agarplatte und eines Reagenzglas mit Fleischpeptonbouillon oder Hottinger-Nährboden.
Fragen aus Vorlesungen und Prüfungen
Wenn der Mikroorganismus zu den schwer kultivierbaren gehört und sich auf künstlichen Nährböden nicht vermehren kann (z. B. die Erreger von Lepra oder Syphilis).
In solchen Situationen ist die Infektion eines empfänglichen Tieres die einzige Möglichkeit, eine Kultur für die Untersuchung zu gewinnen.
Wie wird das Labortier für den Tierversuch ausgewählt?
Das Auswahlkriterium hängt ausschließlich von den biologischen Besonderheiten des jeweiligen Erregers ab — das Tier muss für die gegebene Infektion empfänglich sein.
Warum sind Labortiere nicht für die Untersuchung aller Infektionen geeignet?
Tiere besitzen eine natürliche Unempfänglichkeits gegenüber den Erregern von Anthroponosen, die ausschließlich den Menschen befallen, weshalb das klinische Bild solcher Krankheiten an ihnen nicht reproduziert werden kann.
Was es zum Thema noch zu wiederholen gibt
- Kriterien und Methoden zur Bewertung der Virulenz von Mikroorganismen
- Methoden zur Typisierung bakterieller Toxine in vivo
- Besonderheiten der Pathogenese von Lepra und Syphilis
- Regeln für die Organisation und den Betrieb des Vivariums
- Präklinische Bewertung der Impfstoffwirksamkeit an Tieren
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