In-Ovo Bildgebung embryonierter Eier großer Laufvögel – Evaluierung einer Alternative zum klassischen Tierversuch

• Antragsteller: Professor Dr. Martin Freesmeyer; Dr. Thomas Winkens
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik ; Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 436834475

Präklinische Bildgebung ist ein wichtiger Teilbereich der Lebenswissenschaften, wobei bevorzugt Kleinsäuger als Versuchstiere eingesetzt werden. Als mögliche Alternative wurde die in-ovo Bildgebung mit embryonierten Hühnereiern vorgestellt. Die Verwendung embryonierter Eier gilt in der nationalen und internationalen Tierschutzgesetzgebung nicht als Tierversuch, sofern sämtliche Experimente vor dem Schlupf erfolgen. Somit stellt die in-ovo Bildgebung eine Alternative zum klassischen Tierversuch dar und erfüllt die Vorgaben moderner Tierforschung. Darüber hinaus ist das Bebrüten von Eiern wesentlich weniger aufwendig als die Tierhaltung beim klassischen Tierversuch.Aufgrund der geringen Größe der bisher verwendeten Hühnereier sind für die Bildgebung dedizierte Kleintier-Geräte (CT, MRT, PET, SPECT oder Hybridgeräte aus vorgenannten Modalitäten) nötig, um die kleinen Embryonalstrukturen bildlich darstellen zu können. Im Rahmen der PET bestehen allerdings physikalische Limitationen hinsichtlich der räumlichen Auflösung, insbesondere bei Verwendung hochenergetischer Positronenemitter (z.B. Ga-68, I-124). Darüber hinaus erfordern die Beschaffung und Unterhaltung präklinischer Kleintier-Geräte erhebliche Ressourcen, welche eine verbreitete Anwendung dieses Verfahrens limitieren. Durch unsere Arbeitsgruppe wurde daher im Rahmen von Vorarbeiten ein in-ovo Bildgebungskonzept mit Straußeneiern (Struthio camelus) entwickelt, das keine dedizierten Kleintiergeräte erfordert, sondern mit bildgebenden Verfahren aus der Humanmedizin umgesetzt werden kann. Straußeneier sind bis zu 20 x 15 cm groß, sodass die räumliche Auflösung der im klinischen Alltag eingesetzten CT-, MRT-, PET- und SPECT-Systeme ausreicht, um die embryonalen Organe zu untersuchen.Erste Erfahrungen an einem klinischen PET/CT-Scanner haben gezeigt, dass die Verteilung und Anreicherung etablierter und neu entwickelter Radiopharmaka in den Organen des Embryos dargestellt werden können. Allerdings besteht eine Reihe von Limitationen, die eine Anpassung und Optimierung der Methodik erfordern. Darüber hinaus fehlen systematische Untersuchungen hinsichtlich der Messreproduzierbarkeit, um die Eignung des in-ovo Bildgebungskonzepts als Alternative zum klassischen Tierversuch einschätzen zu können.Ziele des beantragten Projektes sind erstens die Erprobung von Methoden zur temporären Immobilisierung der Embryonen während der Bildgebung, zweitens die nichtinvasive Beobachtung der embryonalen Entwicklung zur Beurteilung des Bruterfolges und drittens die Optimierung der Akquisitions- und Rekonstruktionsparameter eines PET/CT-Scanners inklusive Evaluation der Messreproduzierbarkeit bei Verwendung etablierter Radiopharmaka. Ein viertes Teilprojekt soll sich der Validierung neu entwickelter leberspezifischer Radiopharmaka widmen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen