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Meerschweinchen

 

© Gary MartinMeerschweinchen haben biologische Gemeinsamkeiten mit Menschen, wodurch sie für viele Forschungsbereiche nützlich sind. Sie werden schon seit Jahrhunderten als Versuchstiere genutzt. Das erklärt, warum im Englischen die Bezeichnung 'guinea pig' sowohl Meerschweinchen als auch Versuchskaninchen bedeutet. Die Spanischen Eroberer brachten Meerschweinchen aus Südamerika nach Europa, wo sie bereits vor 400 Jahren gezüchtet wurden. Da man durch Forschung am Meerschwein das Vitamin C entdeckte, ist ihre Bedeutung für die Ernährungswissenschaft sehr groß. Außerdem waren sie bei folgenden Entwicklungen ausschlaggebend: Impfstoff für Diphterie, Tuberkulose, Herzklappenersatz, Bluttransfusionen, Antibiotika für Nierendialyse, Gerinnungshemmer und Asthmamedikamente.

 

Statistiken

Im Vereinigten Königreich wurden im Jahr 2006 mehr als 30.000 wissenschaftliche Experimente mit Meerschweinchen durchgeführt, was weniger als 1% aller Experimente ausmacht. Mehr als die Hälfe davon waren Studien zum Atmungs-, Nerven- und Immunsystem. Die Nutzung von Meerschweinchen ist seit 1988 um zwei Drittel zurückgegangen, hauptsächlich weil die Tiere jetzt weniger häufig für Sicherheitstests verwendet werden. Durch die Einführung eines milderen  Tests des Potentials von Chemikalien, allergische Hautreaktionen hervorzurufen (Sensibilisierung der Haut), bei dem Mäuse anstelle von Meerschweinchen verwendet werden können, hat ebenfalls zu diesem Rückgang beigetragen. Trotzdem sind Meerschweinchen in vielen Forschungsbereichen noch immer unverzichtbar.

Meerschweinchengewebe

Das Meerschweinchen wird auch sehr häufig für die Bereitstellung von Gewebeproben und Organen für die Forschung genutzt. Komponenten von Meerschweinchenblut werden oft verwendet und isolierte Organpräparate, wie Lunge und Darm, werden weitläufig in der Forschung nach neuen Medikamenten eingesetzt. Solche Gewebe- und Organpräparate spielten eine wichtige Rolle bei der Entdeckung und frühen Entwicklungsphase von Beta-Blockern gegen Bluthochdruck und Medikamenten zur Behandlung von Magengeschwüren.

Der Darm des Meerschweinchens ist bereits für zahlreiche Forschungsarbeiten zum Einsatz gekommen, beispielsweise auch bei der Entwicklung von Medikamenten gegen Übelkeit bei Krebspatienten und bei der Identifizierung natürlich vorkommender schmerzstillenden Substanzen, den Enkephalinen. Außerdem wird der Darm des Meerschweinchens auch zur Erforschung des 'kleinen Gehirns' im Darm verwendet, das so viele Nervenzellen enthält wie das Rückenmark. Dadurch hat man bereits wichtige Einblicke in die Kontrolle des Darms und die Funktionsweise von Nervenschaltkreisen erhalten. Die aus diesen Studien gezogenen Schlussfolgerungen werden auch zur Entwicklung von Computermodellen verwendet.

Allergien und Atemwegserkrankungen

Der anaphylaktische Schock

eine extreme allergische Reaktion – ist weitläufig in Meerschweinchen erforscht wurden, da diese Spezies besonders anfällig für diese Reaktion ist und diese sich bei diesen Tieren besonders stark äußert. Die Atemwege von Meerschweinchen reagieren sehr sensibel auf Allergene und sind darum auch besonders für die Untersuchung von Asthma geeignet. Inhalierte Medikamente, die die Standbeine der Asthma-Behandlung sind, wurden mit Meerschweinchen entwickelt, genauso wie oral verabreichte Asthmamittel, wie Montelukast. Meerschweinchen dienen weiterhin der Entwicklung und Verbesserung von Asthma-Behandlungen und auch der von neuen Mitteln gegen arzneiresistente Tuberkulose. Außerdem werden sie für Impftests mit Wirkstoffen gegen Anthrax eingesetzt, was derzeit ein wichtiger Aufgabenteil der Forschung zur Abwehr biologischer Gefahren ist.

Ernährungsforschung

Außer Vitamin C brauchen Meerschweinchen auch viel Folsäure, Thiamin, Arginin und Kalium in ihrer Nahrung und sind darum auch für Ernährungsstudien interessant. Der Großteil ihres Plasma-Cholesterins liegt in Form von Lipoproteinen geringer Dichte vor, was Meerschweinchen ebenfalls hilfreich für die Erforschung von Cholesterin und des Lipoproteinstoffwechsels macht.

Gehör

Die Struktur des Ohres des Meerschweinchens ist der menschlichen ähnlich, was bedeutet, dass ihr Hörbereich auch ähnlich ist. Beim Meerschweinchen ist auch der Preyer-Reflex erkennbar, der für Taubheitstests dient und bei dem sich das äußere Ohr als Reaktion auf einen Pfiff bewegt. Darum sind Meerschweinchen auch für die Erforschung von Gehörsystemen ein bevorzugtes Tiermodell. Im Jahr 1961 wurde Georg von Békésy der Nobelpreis für die Beschreibung des Mechanismus der Cochlea im Meerschweinchen verliehenANCHOR.

Haarzellen sind Sinneszellen des Gehörsystems, die Schall in elektrische Signale umwandeln. Dieses Signal kann dann über die Nervenzellen übermittelt werden. Diese Zellen wachsen bei Beschädigung nicht mehr nach. Der Verlust dieser Haarzellen ist der Grund für unsere zunehmende Schwerhörigkeit im Alter. Der erste erfolgreiche Versuch, Haarzellen im Innenohr eines Säugetiers zu regenerieren, wurde 2003 an einem Meerschweinchen durchgeführtANCHOR.

Infektionskrankheiten

Der deutsche Wissenschaftler Robert Kochfand 1882 mit Hilfe von Meerschweinchen heraus, dass Tuberkulose von einer Bakterie namens Mycobacterium tuberculosis verursacht wird. Die Anfälligkeit von Meerschweinchen gegenüber dieser und anderer Infektionen und die Gemeinsamkeiten seines Immunsystems mit dem menschlichen machen dieses Tier zu einem sehr guten Modell für Studien zu Infektionskrankheiten.

Im Jahr 1919 fand man heraus, dass die Inokulation einer kleinen Menge Blut von Gelbfieberpatienten eine milde Reaktion im Tier hervorruft. Dieselben Tiere waren später resistent gegen eine Infizierung mit Leptospira icteroides, während die Tiere, die keine Inokulation erhalten hatten oder denen Blut von Malaria-Patienten verabreicht wurde, starben. Man ging also davon aus, dass die Meerschweinchen eine 'Erworbene Immunität' gegen L icteroidesANCHOR hatten.

Sicherheitstests

Durch die lange Trächtigkeitsdauer von 59 – 72 Tagen und das reife zentrale Nervensystem bei der Geburt, sind Meerschweinchen auch für Sicherheitstests, besonders für Tests zur Vermeidung von Geburtsdefekten, geeignet. Die Ähnlichkeit ihres Immunsystems und ganz besonders ihrer Hautsensibilität sind allerdings die beiden Faktoren, die das Tier hauptsächlich für die Durchführung von Tests zu allergischen Hautreaktionen prädestinieren.

Die Verwendung von Meerschweinchen, um allergische Hautreaktionen zu testen, konnte jedoch mittlerweile größtenteils durch den Local Lymph Node Assay (LLNA) – einen lokalen Lymphknotentest – ersetzt werden, für den nun eine geringere Anzahl von Mäusen zum Einsatz kommen. Noch im Jahr 1999 wurden viele dieser Tests an Meerschweinchen durchgeführt, meist für nicht-medizinische Produkte. Heutzutage werden Meerschweinchen nur noch selten dafür genutzt

A brief summary of how guinea pigs are used in research is available from Understanding Animal Research


Quellen

  1. von Békésy, G. (1960) Experiments in Hearing, available online: http://asa.aip.org/books/experiments.html
  2. Kawamoto, K, et al. (2003) Math1 Gene Transfer Generates New Cochlear Hair Cells in Mature Guinea Pigs In Vivo, J Neurosci 23(11):4395-4400
  3. Noguchi , H. (1919) The Journal of Experimental Medicine, 30, 1-8, The Rockefeller Institute for Medical Research New York

 


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