ΚΑΤ ΕΠΙΛΟΓΗ ΜΑΘΗΜΑ «ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΧΕΙΡΟΥΡΓΙΚΗ» ΝΟΣΗΜΑΤΑ ΖΩΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ Ισμήνη Δοντά Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Εργαστήριο Πειραματικής Χειρουργικής και Χειρουργικής Έρευνας «Ν.Σ. Χρηστέας» Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Αθηνών
Νοσήματα ζώων εργαστηρίου Εισαγωγή Τα νοσήματα των ζώων εργαστηρίου έχουν αρνητική επίδραση: 1) στα ίδια τα ζώα με διαταραχή της φυσιολογίας τους, είτε με υποκλινική, είτε με κλινική εκδήλωση νόσου, 2) στον ερευνητή σε περίπτωση μεταδοτικής ζωοανθρωπονόσου και 3) στο ερευνητικό πρωτόκολλο, όπου η σοβαρότητα της νόσου μπορεί να προκαλέσει πλήθος προβλημάτων. Ενδεικτικά, μερικά από τα προβλήματα που μπορεί να προκύψουν είναι: α) η επίδραση της νόσου στα αποτελέσματα της μελέτης. Όταν η νόσος επηρεάσει τη φυσιολογική λειτουργία των συστημάτων του ζώου (π.χ. την πέψη, την κυκλοφορία του αίματος, το μεταβολισμό, το ανοσολογικό σύστημα) τα αποτελέσματα από το άρρωστο ζώο δεν είναι αξιόπιστα. β) η ανάγκη αφαίρεσης των ασθενών ζώων από το πρωτόκολλο και η αντικατάσταση αυτών με άλλα υγιεί. Όταν εμφανισθεί μία νόσος, είναι αναγκαία η απόσυρση των ασθενών ζώων, διότι δεν πληρούν τις προϋποθέσεις συμμετοχής στη μελέτη. γ) η πλήρης επανάληψη της μελέτης. Εάν τα κρούσματα δεν είναι μεμονωμένα ώστε να αντικατασταθούν μερικά ζώα, ή η νόσος είναι λίαν μεταδοτική, προκύπτει η ανάγκη επανάληψης της μελέτης από την αρχή με νέα ζώα. δ) το κόστος που συνεπάγεται η προμήθεια νέων ζώων, η επανάληψη του πρωτοκόλλου, που μπορεί να περιλαμβάνει νέα χειρουργεία, μετρήσεις, υλικά, αντιδραστήρια, κλπ. ε) ο χρόνος που χάνεται και απαιτείται για τη νέα ερευνητική προσπάθεια. Η εξασφάλιση και διατήρηση της υγείας των ζώων εργαστηρίου είναι επομένως υψίστης σημασίας σε ένα ερευνητικό κέντρο. Τα νοσήματα των ζώων διαχωρίζονται σε λοιμώδους αιτιολογίας (από βακτήρια, ιούς, μύκητες, παράσιτα) και μη λοιμώδους αιτιολογίας (τραυματισμοί, από συνθήκες του περιβάλλοντος, συγγενείς παθήσεις).
Α) Λοιμώδη νοσήματα Υπάρχουσες γνώσεις Είναι γνωστό από μελέτες της δεκαετίας του 70 ότι τα ζώα που είναι απαλλαγμένα από μικροοργανισμούς (germ-free και specific pathogen free) και ζουν διαρκώς σε προστατευμένο από λοιμώξεις περιβάλλον έχουν μεγαλύτερη επιβίωση, επειδή φυσικά δεν υφίστανται λοιμώξεις που οδηγούν σε νοσηρότητα και θνητότητα. Είναι εξ ίσου γνωστό ότι παρουσιάζουν μεγαλύτερη επιβίωση τα ζώα, στα οποία δίνεται τροφή με μειωμένο ποσοστό πρωτεϊνών, επειδή με αυτήν αναπτύσσουν λιγότερα αναερόβια μικρόβια στο πεπτικό τους σύστημα. Επίσης, έχει δειχθεί σε άλλες μελέτες ότι όταν χορηγήθηκαν καρκινογόνες ουσίες σε μύες germ-free και συμβατικής στέγασης, οι germ-free μύες ανέπτυξαν λιγότερους όγκους σε σχέση με τους συμβατικής στέγασης. Οι μικροοργανισμοί επηρεάζουν την υγεία των ζώων με διάφορους τρόπους. Οι παθογόνοι μικροοργανισμοί μπορούν να προκαλέσουν νόσο με κλινικές εκδηλώσεις και διαφορετικού βαθμού θνητότητα. Πολλές φορές όμως η λοίμωξη είναι υποκλινική και μπορεί να ενεργοποιηθεί μετά από μία πειραματική διαδικασία (π.χ. αναισθησία, χειρουργική επέμβαση, χορήγηση φαρμάκων, ανοσοκαταστολή, ογκογένεση) η από ερέθισμα του περιβάλλοντος (π.χ. μεταφορά, συνωστισμός, μη φυσιολογική θερμοκρασία). Υπάρχουν περιπτώσεις υποκλινικών λοιμώξεων που δεν ενεργοποιούνται, αλλά μπορούν να έχουν επίδραση στις φυσιολογικές παραμέτρους των ζώων και κατ επέκαση στα αποτελέσματα της έρευνας. Τέτοιου είδους λοιμώξεις ευθύνονται πολλές φορές για την κακή επαναληψιμότητα μελετών. Επίσης, μπορεί να εξαχθούν και να δημοσιευθούν εσφαλμένα συμπεράσματα, χωρίς να έχει γνώση ο ερευνητής. Η χρησιμοποίηση ζώων εργαστηρίου απαλλαγμένων απο ανεπιθύμητους μικροοργανισμούς είναι απαραίτητη προϋπόθεση για την απόκτηση αξιόπιστων και επαναλήψιμων αποτελεσμάτων, με μικρή διακύμανση τιμών, με τον ελάχιστο αριθμό ζώων. Με τον τρόπο μάλιστα αυτόν, ο ερευνητής συμβάλλει σημαντικά στην ευζωία των ζώων εργαστηρίου. Ελεγχος του επιπέδου υγείας των ζώων εργαστηρίου
Η κλινική εξέταση των ζώων εργαστηρίου από έμπειρο άτομο δίνει αρκετές πληροφορίες για την υγιεινή τους κατάσταση. Ο μόνος όμως τρόπος ελέγχου και πιστοποίησης της υγιεινής κατάστασης μιας αποικίας ζώων είναι με συστηματικό περιοδικό έλεγχο του επιπέδου υγείας τους. Ο έλεγχος γίνεται με καλλιέργειες, ορολογικές και παρασιτολογικές δοκιμασίες. Λαμβάνονται δείγματα ορού αίματος, ούρων, κοπράνων και τριχώματος από ζώντα μέλη της αποικίας, καθώς επίσης και με ευθανασία ενός φρουρού (sentinel) ζώου της ομάδος, από τον οποίο γίνεται επιπλέον των ανωτέρω και λεπτομερής εργαστηριακός έλεγχος των εσωτερικών οργάνων (FELASA 2002). Η απομόνωση νεο-εισαχθέντων ζώων για ένα χρονικό διάστημα (καραντίνα) αποτελεί κανόνα για την προστασία της αποικίας του ερευνητικού κέντρου και μέχρις ότου βγουν τα αποτελέσματα της μικροβιολογικής τους κατάστασης. Σημαντικότερα νοσήματα μυών συμβατικής στέγασης Η χρόνια αναπνευστική νόσος, που μπορεί να οφείλεται σε διάφορα μικρόβια, όπως Pasteurella pneumotropica, Klebsiella pneumoniae, ή Mycoplasma pulmonis, είναι το συνηθέστερο πρόβλημα νόσησης μυών. Παρουσιάζουν δύσπνοια, ανόρθωση τριχώματος και καταβολή. Η μακροχρόνια χορήγηση οξυτετρακυκλίνης ή χλωραμφαινικόλης στο πόσιμο νερό δεν είναι πάντα αποτελεσματική. Η νόσος του Tyzzer οφείλεται στο Clostridium piliforme. Τα κυριώτερα συμπτώματα είναι διάρροια, απώλεια βάρους και αιφνίδιος θάνατος. Το ήπαρ και σπανιότερα η καρδιά εμφανίζει εστιακές νεκρώσεις, ο ειλεός και οι μεσεντέριοι λεμφαδένες φλεγμονή και υπερτροφία. Οι μύες προσβάλλονται από πολλούς ιούς, όπως τον ιό της παραϊνφλουένζας τύπου Ι (Sendai), τον ιό της ηπατίτιδας μυών (mouse hepatitis virus MHV), τον ιό της πνευμονίας μυών (pneumonia virus of mice PVM), τους παρβοϊούς minute virus of mice (MVM) και mouse parvovirus (MPV), τον ιό lactate dehydrogenase elevating virus (LDV), τους αδενοϊούς τύπου 1 και 2 (mouse adenovirus type 1 and 2 MAd-1, MAd-2), κ.ά. Οι ταινίες που μπορούν να παρασιτούν στους συμβατικής στέγασης μύες είναι η Hymenolepis nana, η οποία μολύνει και τον άνθρωπο, και η H. diminuta. Μόνο σε
έντονη παρασίτωση εμφανίζεται διάρροια. Η θεραπεία αποπαρασίτωσης είναι κατά κανόνα επιτυχής. Το δέρμα των μυών συχνά προσβάλλεται από διαφόρων ειδών ακάρεα, που άλλοτε είναι ασυμπτωματικά και άλλοτε προκαλούν κνησμό, δερματίτιδα και αλωπεκία. Για την αντιμετώπισή τους, καθώς και για τη σπανιότερη φθειρίαση, χρησιμοποιούνται με επιτυχία αντιπαρασιτικά σε σκόνες ή λουτρά. Η περίπτωση της αλωπεκίας από ακάρεα πρέπει να διαφοροποιείται από τη μη λοιμώδη ειδική εκδήλωση συμπεριφοράς των μυών, την αλληλοπεριποίηση (barbering), η οποία παρουσιάζεται κυρίως στην κεφαλή. Σημαντικότερα νοσήματα επιμύων συμβατικής στέγασης Η χρόνια αναπνευστική νόσος στους επίμυες οφείλεται στο Mycoplasma pulmonis προκαλώντας υψηλή νοσηρότητα. Εμφανίζει υψηλή θνητότητα μόνο σε συνδυασμό με άλλες λοιμώξεις ή με εξωτερικούς παράγοντες (αναισθησία, καταπόνηση). Τα ζώα παρουσιάζουν φτέρνισμα, επιπεφυκίτιδα, μέση ωτίτιδα, δύσπνοια, βρογχοπνευμονία, ανόρθωση του τριχώματος, μειωμένη γονιμότητα, καταβολή. Ανευρίσκονται αλλοιώσεις στα επιθηλιακά κύτταρα των αεραγωγών και των κυψελίδων, άφθονη παραγωγή βλέννης, και σε σοβαρές περιπτώσεις βρογχιεκτασία, εμφύσημα και αποστήματα πνευμόνων. Επιπλοκή της νόσου με επέκταση της φλεγμονής από την Ευσταχειανή σάλπιγγα στο μέσον ους αποτελεί η λαβυρινθίτις. Τα νοσούντα ζώα χαρακτηρίζονται αρχικά από περιστροφές του σώματος όταν σηκώνονται από την ουρά και αργότερα από ραιβόκρανο. Η μακροχρόνια χορήγηση οξυτετρακυκλίνης στο πόσιμο νερό μπορεί να βελτιώσει τα αναπνευστικά συμπτώματα, χωρίς να εξαλείψει τη νόσο. Η καλύτερη αντιμετώπιση του προβλήματος είναι ευθανασία των άρρωστων ζώων πριν προσβληθεί όλη η αποικία. Η στρεπτοκοκκική πνευμονία (από Streptococcus pneumoniae) εμφανίζεται κυρίως σε νεαρούς επίμυες. Η λοίμωξη είναι συνήθως υποκλινική και μετά από κάποια καταπόνηση (π.χ. μεταφορά) εκδηλώνεται οξέα με ρινικό έκκριμα, καταβολή και αιφνίδιο θάνατο εντός 3-4 ημερών. Στη νεκροψία ανευρίσκεται ινώδης πνευμονία. Θεραπεία με πενικιλλίνη δίνει προσωρινή βελτίωση, χωρίς πλήρη ίαση. Ο κορώνα-ιός της σιαλοδακρυοαδενίτιδος είναι αρκετά συχνός. Τα συμπτώματα που προκαλεί είναι εξόφθαλμος (λόγω φλεγμονής των δακρυϊκών αδένων του Harder),
οίδημα των παρειών (λόγω φλεγμονής των εξω-οφθαλμικών δακρυϊκών αδένων) και οίδημα της γνάθου και του λαιμού (λόγω φλεγμονής των σιαλογόνων αδένων). Η αδυναμία σύγκλεισης των βλεφάρων μπορεί να οδηγήσει σε ξηρά κερατίτιδα. Κατά κανόνα παρουσιάζεται αυτοΐαση σε δύο περίπου εβδομάδες. Οι επίμυες προσβάλλονται επίσης από τον ιό της παραϊνφλουένζας τύπου Ι (Sendai), ο οποίος αν και προσβάλλει κυρίως το αναπνευστικό σύσημα, προκαλεί εμβρυϊκό θάνατο και απορρόφηση του κυήματος σε έγκυα ζώα. Η ουροδόχος κύστη των συμβατικής στέγασης επιμύων συχνά παρασιτείται από το μικροσκοπικό νηματώδες Trichosomoides crassicauda, χωρίς κλινικά συμπτώματα. Τα νεαρά ζώα συνήθως μολύνονται από τη μητέρα πριν τον απογαλακτισμό. Οι ταινίες H. nana και H. diminuta μπορούν να παρασιτούν και στους επίμυες, όπως και στους μύες. Οι επίμυες επίσης μπορούν να προσβληθούν από διαφόρων ειδών ακάρεα και από ψείρες. Οι θεραπείες όλων των ανωτέρω ενδοπαρασίτων και εξωπαρασίτων είναι κατά κανόνα επιτυχείς (Δοντά 1993, Quesenberry KE & Carpenter 2004, Sharp PE & LaRegina 1998). Σημαντικότερα νοσήματα κονίκλων συμβατικής στέγασης Η κοκκιδίωση από είδη της Eimeria είναι ιδιαίτερα συχνή. Στην ηπατική κοκκιδίωση παρατηρείται καθυστέρηση της ανάπτυξης, διόγκωση του ήπατος με εστίες νέκρωσης, με σπάνιους θανάτους. Στην εντερική κοκκιδίωση παρουσιάζεται διάρροια, ανορεξία και αιφνίδιος θάνατος. Θεραπευτικά χορηγούνται σουλφοναμίδες. Η ελκωτική ποδοδερματίτιδα προκαλείται σε βαρειά ζώα που στεγάζονται περιορισμένα σε κλωβούς με ακατάλληλο συρμάτινο έδαφος. Οι τραυματισμοί των άκρων επιμολύνονται με Staphylococcus aureus και Fusobacterium necroforum. Η θεραπεία συνίσταται σε συστηματική χορήγηση και τοπική εφαρμογή αντιβιοτικών, καθώς και αφαίρεση του ακατάλληλου εδάφους (Flecknell 2000). Β) Μη λοιμώδη νοσήματα ζώων εργαστηρίου Τραυματισμοί
Το συνηθέστερο αίτιο τραυματισμού ενός ζώου εργαστηρίου είναι ο κλωβός του, γι αυτό γίνονται διαρκώς προσπάθειες βελτίωσης των προδιαγραφών και συνεχής ενημέρωση του προσωπικού που ασχολείται με αυτά. Σε κλωβούς μυών και επιμύων με αποσπώμενο μεταλλικό κάλυμμα, ενδέχεται να πιαστεί ένα άκρο ή η ουρά κατά την τοποθέτησή του. Αντίστοιχα, σε κλωβούς κονίκλων με μεταλλικό έδαφος, ανάλογα με τη διάμετρο των σχισμών του εδάφους, ενδέχεται να πιαστούν τα νύχια. Η λανθασμένη συγκράτηση ενός ζώου από την ουρά μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την αποκοπή του δέρματος της ουράς. Σε περιπτώσεις συστέγασης, οι αρσενικοί μύες συχνά διαπληκτίζονται για να επιβληθούν στο χώρο και δαγκώνονται. Η επιθετικότητα αυτή είναι σπανιότερη στους επίμυες, και παρατηρείται μόνον αν γίνει ανακατανομή των ζώων. Οι τραυματισμοί από διαπληκτισμό και στα δύο είδη παρουσιάζονται κυρίως στην κεφαλή και στη ράχη. Είναι σημαντικό στους κλωβούς των χοίρων να μην υπάρχουν αιχμηρές προεξοχές, ώστε να μην τραυματισθούν όταν από ευχαρίστηση τρίβονται στις επιφάνειες. Σχετική υγρασία περιβάλλοντος Ενώ τα περισσότερα ζώα εργαστηρίου μπορούν να ανεχθούν διακυμάνσεις της σχετικής υγρασίας από 40 έως 70%, οι ακραίες αυτές τιμές μπορούν να έχουν δυσμενή επίδραση στην υγεία τους, διότι επηρεάζουν την απώλεια θερμότητας, τη δραστηριότητα και την πρόσληψη τροφής. Πολύ χαμηλή σχετική υγρασία έχει σχέση με την εμφάνιση της νόσου ringtail στους επίμυες και αναπνευστικών προβλημάτων στα περισσότερα είδη ζώων. Αντίθετα, πολύ υψηλή σχετική υγρασία μπορεί να ευνοήσει την ανάπτυξη μυκήτων στους τοίχους και στο σύστημα αερισμού (Tucker 1997). Συγγενείς παθήσεις Σε ωρισμένες φυλές μυών παρουσιάζεται ενωρίς αδενοκαρκίνωμα μαστού και καρκίνωμα σιαλογόνων αδένων. Η εμφάνιση αδενοκαρκινώματος μαστού στους επίμυες είναι συνήθης σε ηλικία άνω των δύο ετών.
Μερικές φορές σε κονίκλους οι τομείς της άνω και κάτω γνάθου δεν έρχονται σε επαφή, με αποτέλεσμα να μην επιτελείται αποτριβή των οδόντων και να μεγαλώνουν ανεξέλεγκτα, σαν χαυλιόδοντες (malocclusion) (Flecknell 2000). Η κακοήθης υπερθερμία του χοίρου αποδίδεται σε δεσπόζον γονίδιο και παρουσιάζεται σε ζώα των φυλών Landrace, Large White, Yorkshire, Pietrain, ενώ δεν έχει παρατηρηθεί σε μικρόσωμες φυλές. Αφορμή για τη εκδήλωσή της στα ευπαθή ζώα είναι τα πτητικά αναισθητικά (ενοχοποιείται το αλοθάνιο), τα μυοχαλαρωτικά, καθώς και το stress. Το σύνδρομο της κακοήθους υπερθερμίας παρουσιάζεται στα ζώα με θερμοκρασία άνω των 40 C, έντονο μυϊκό σπασμό, ταχυκαρδία, αρρυθμία, υπερκαλιαιμία, αύξηση των επιπέδων CO 2 στο αίμα, τα οποία χωρίς άμεση αντιμετώπιση γρήγορα καταλήγουν. Η θεραπεία περιλαμβάνει ενδοφλέβια χορήγηση δαντρολενίου 5 mg/kg, το οποίο μπορεί να χορηγηθεί και προληπτικά σε ύποπτα για το σύνδρομο ζώα. Επίσης απαιτείται άμεση χορήγηση οξυγόνου, μείωση της θερμοκρασίας (με παγοκύστεις) και ενδοφλέβια χορήγηση αντιαρρυθμικών (ξυλοκαΐνη 2-4 mg/kg, αμιοδαρόνη 10-12 mg/kg) (Schuster et al, 2007). Βιβλιογραφία Report of the FELASA Working Group on Health Monitoring of Rodent and Rabbit Colonies Recommendations for the health monitoring of rodent and rabbit colonies in breeding and experimental units Lab.Anim. 36:20-42, 2002. Δοντά Ι. Πειραματισμός στους μυς και επίμυς. Οστούν 4:164-172, 1993. Flecknell PA. BSAVA Manual of Rabbit Medicine and Surgery. British Small Animal Veterinary Association, 2000. Quesenberry KE & Carpenter JW. Ferrets, Rabbits and Rodents. Clinical Medicine and Surgery. 2 nd edition, St. Louis, Saunders, 2004. Schuster F, Metterlein T, Negele S, Gardill A, Schwemmer U, Roewer N, Anetseder M. Intramuscular injection of sevoflurane detects malignant hyperthermia predisposition in susceptible pigs. Anesthesiology 107(4):616-20, 2007. Sharp PE & LaRegina MC. The laboratory rat. Suckow MA (ed) Boca Raton, CRC Press, 1998. Tucker MJ. Diseases of the Wistar rat. London, Taylor & Francis, 1997.