Fonte: Kay Stewart, RVT, RLATG, CMAR; Valerie A. Schroeder, RVT, RLATG. Universidade de Notre Dame, IN
Camundongos e ratos representam mais de 90% dos animais utilizados para pesquisa biomédica. O cuidado adequado desses animais de pesquisa é fundamental para o resultado de experimentos. Existem procedimentos gerais que se aplicam à maioria desses camundongos e ratos, mas alguns dos animais, como os imunocomprometidos, exigem medidas adicionais a serem tomadas para sustentá-los para experimentação.
Camundongos imunocomprometidos comumente usados incluem aqueles que naturalmente ocorreram em camundongos criados e aqueles que foram criados através da engenharia genética. Os primeiros camundongos imunocomprometidos usados na pesquisa eram ratos “nus”. O rato BALB/c Nude (nu) foi descoberto em 1966, dentro de uma colônia BALB/c que produzia ratos sem cabelo e um timo. Estes camundongos atrímicos têm um sistema imunológico inibido que é desprovido de células T. O valor desse animal foi logo descoberto para uso em estudos de infecções microbianas, deficiências imunológicas e autoimunidade. Embora não seja tão comumente usado como o rato nu, há também um rato nu. O rato nu é deficiente de células T e mostra populações de células empobrecidas em áreas dependentes de timo de órgãos linfoides periféricos. Outro camundongo deficiente imunológico que ocorre naturalmente é o grave camundongo de imunodeficiência combinada (SCID). Estes camundongos têm um defeito que prejudica a produção de células B e T funcionais. Com a incapacidade de montar uma resposta imune adequada, esses camundongos podem servir como receptores de hospedeiro para transplantes de células humanas. Várias cepas de camundongos geneticamente modificadas com deficiências imunológicas estão disponíveis comercialmente. 1 A gravidade da deficiência varia de acordo com a modificação genética; no entanto, todos os ratos e ratos imunocomprometidos são manuseados da mesma forma.
Este manuscrito descreverá o cuidado de animais imunocompetntes e imunocomprometidos. Serão discutidas moradia, dieta, requisitos ambientais e manejo para ambos os grupos de animais.
Habitação/Caging
Ratos e ratos são principalmente alojados em caixas de sapatos com um fundo sólido que contém material de cama. A gaiola típica do mouse shoebox fornece 75 polegadas quadradas de espaço no chão, o que é adequado para um máximo de cinco ratos adultos. No entanto, o design experimental pode exigir grupos de quatro ratos. Neste caso, os camundongos devem ser alojados ao receber em grupos de quatro, para evitar a interrupção de grupos sociais quando o experimento começar. Em geral, o corte de ratos permite um máximo de dois animais adultos adultos totalmente crescidos. Se os ratos devem ser alojados a longo prazo, eles devem ser estabelecidos em casas de pares.
As gaiolas podem ser estáticas ou ventiladas individualmente (IVC). As gaiolas estáticas são cobertas com uma tampa de barra de arame ou são instaladas em um rack sob uma prateleira que é então o topo da gaiola. O material do filtro é adicionado sobre a parte superior da gaiola, seja como um capô sobre a tampa da barra de arame, ou como uma folha de papel filtro sobre as prateleiras do rack. Os IVCs são configurais como uma gaiola, tampa de barra de arame e capô que são colocados em um rack que fornece fluxo de ar para dentro da gaiola. O uso de IVCs elimina a necessidade de mudar a gaiola com a maior frequência que as gaiolas estáticas são alteradas.
Os sistemas de gaiola padrão fornecem uma fonte de água e uma área para distribuição de alimentos. A água pode ser fornecida através de uma garrafa de água colocada no topo da gaiola ou através de um tubo de sipper que é um componente embutido na gaiola animal. Quando a gaiola é colocada em um rack, a água é transportada para o tubo de sipper para um sistema de rega automática que é projetado para atender às necessidades do animal em toda a instalação animal. O caging deve estar devidamente preparado para fornecer o cuidado adequado aos animais. Há alimentadores colocados dentro da gaiola animal, ou uma seção da tampa da barra de arame é usada para armazenamento de alimentos. Os alimentos devem ser colocados de tal forma que não sejam sujos pelos animais.
O Guia de Cuidado e Uso de Animais de Laboratório2 (o “Guia”) afirma que todos os implementos de caging devem ser higienizados pelo menos a cada 2 semanas. Algumas gaiolas e acessórios podem precisar ser trocados com mais frequência, como ditado pelo nível de odor e amônia no recinto. Em geral, os IVCs são programados para mudar a cada duas semanas, a menos que haja quatro ou mais machos ou uma fêmea com uma ninhada; esses gabinetes podem exigir mudanças semanais. Como a mudança da gaiola é uma oportunidade para os camundongos serem expostos a patógenos, a mudança do caging para camundongos deficientes imunológicos deve ser feita da forma mais rara possível.
Dieta
Existem muitas composições de dietas disponíveis com variações nos níveis de proteína, carboidratos e gordura. Normalmente, os alimentos devem ser compostos por 15-19% de proteína, 44% de carboidratos e 4-9% de gordura. Alimentos com maior teor de gordura são frequentemente usados para colônias de reprodução para melhorar a reprodução. Como o alimento pode ser uma fonte de contaminação para camundongos imunocomprometidos, deve ser esterilizado a vapor ou irradiado. Os alimentos submetidos ao processo de autoclavagem devem ser especialmente formulados para suportar o processo. No entanto, o processo de irradiação não altera o conteúdo dos alimentos.
A água é outra fonte potencial de contaminação para os animais imunes deficientes. A água deve ser processada através de uma autoclave ou filtração que inclui a água que passa por um filtro UV. Para esterilizar água em uma autoclave, garrafas individuais de água são cobertas com papel alumínio. As tampas das garrafas com tubos de sipper são esterilizadas separadamente em um saco de autoclave. A acidificação da água a um pH de 2,5-3 ajuda a controlar o crescimento de organismos bacterianos nas garrafas de água. A água é acidificada adicionando duas gotas de ácido clorídrico de 12 mol (M) (HCl) a oito litros de água de osmolalidade invertida (RO). Sistemas de rega automática podem ser usados com uma série de filtragem em todo o sistema que inclui filtros de partículas e um filtro de luz ultravioleta.
Ambiente
As condições ambientais dentro de uma unidade de cuidados com animais devem ser rigorosamente controladas. Regulamentos e diretrizes federais estabeleceram as normas para o cuidado e manuseio de animais comumente usados. Iluminação, temperatura ambiente, umidade e fluxo de ar são fornecidos para atender às necessidades fisiológicas dos animais. Com exceção da necessidade de um leve aumento da temperatura ambiente, os parâmetros para os animais imunocomprometidos são os mesmos dos animais convencionais. Os animais nus atímicos também requerem roupas de cama adicionais e materiais de ninho do tipo papel triturados em suas gaiolas para ajudar na termregulação.
Os quartos de animais devem ser mantidos a uma temperatura entre 68-72°F com um nível de umidade de 40-60%. 2 Níveis de umidade abaixo de 40% podem resultar em rabo-de-cavalo de camundongos e ratos, uma condição que faz com que a pele da cauda seque até o ponto de constrição ao redor da cauda, o que pode levar ao sloughing da cauda. Os ciclos de iluminação devem ser definidos para evitar estressores aos animais causados por fotoperióduos inadequados ou intensidade de luz. Normalmente, os fotoperióduos são 12 horas de folga e 12 horas de folga. A intensidade da iluminação deve variar de acordo com a atividade na sala. Quando os técnicos estão trabalhando na sala dos animais, podem ser utilizados níveis mais altos de iluminação. No entanto, a iluminação deve ser reduzida para aproximadamente 325 lux uma vez que toda a atividade é concluída. 2 As luzes devem estar em temporizadores e os ciclos verificados através de sistemas de monitoramento. Conforme orientado pelo Guia, os quartos de animais devem ter um mínimo de 10-15 mudanças de ar de ar 100% fresco por hora. 2 As mudanças de ar diminuem micróbios e odores na sala dos animais. Em quartos de animais densamente povoados, o número de mudanças de ar por hora pode precisar ser aumentado.
Os fatores ambientais no nível da gaiola incluem o tipo de entalhe, o substrato utilizado dentro da gaiola, o sistema de entrega de água e a dieta. A habitação social é obrigatória, a menos que cientificamente justificada, ou um animal seja incompatível com todos os outros. As disposições de enriquecimento ambiental, como cabanas de papel e materiais de ninho, permitem que os animais expuserem comportamentos específicos das espécies, o que, por sua vez, diminui o nível de estresse e aumenta o bem-estar geral dos animais. Os materiais de aninhamento também fornecem uma área de sono saturada em feromônios calmantes que auxiliam na carcaça de vários ratos machos na mesma gaiola. A área de aninhamento é movida para a gaiola limpa após a mudança da gaiola para ajudar a prevenir a agressão nos machos à medida que são introduzidos em um novo ambiente. 3
1. Manusear camundongos imunocompetuntes (convencionais)
Foi demonstrado que as doenças imunológicas dos camundongos são muito semelhantes às dos humanos. 2 Como esses animais possuem capacidades imunológicas limitadas, procedimentos no manuseio e cuidado desses animais foram projetados para minimizar o risco de doenças infecciosas através do uso de controles de engenharia, equipamentos de proteção individual para a equipe de cuidados com animais e procedimentos operacionais padrão; estes mitigam a contaminação do caging e outros equipamentos com os quais os animais estão em contato.
2. Manipulação de camundongos imunocomprometidos
Como camundongos e ratos representam mais de noventa por cento dos animais usados para pesquisa biomédica, cuidar adequadamente desses organismos é fundamental para o resultado dos experimentos. Esses procedimentos de cuidado começam logo no início, com a desempacotamento dos animais desde o transporte de contêineres, até a troca de gaiolas, para manter as condições adequadas de moradia, fornecer uma dieta adequada e garantir um ambiente adequado. Embora existam procedimentos gerais que se aplicam à maioria dos camundongos e ratos em laboratório, alguns animais, como os imunocomprometidos, requerem atenção adicional para sustentá-los para fins experimentais.
Este vídeo descreverá as normas e procedimentos essenciais de cuidado para animais imunocompetuntes e imunocomprometidos. E por último, vamos ilustrar alguns exemplos de experimentos mostrando como os cientistas usam esse conhecimento para diferentes propósitos de pesquisa.
Receber animais de outras instituições representa um risco para os animais já alojados dentro da unidade, pois durante o trânsito, as caixas de transporte podem entrar em contato com agentes patogênicos. Portanto, deve ser utilizado um procedimento adequado ao desempacotar os contêineres de transporte.
Antes de manusear qualquer animal, é importante usar o equipamento de proteção individual adequado, ou EPI. O EPI mínimo para usar é um jaleco, luvas, óculos de segurança e uma máscara do tipo cirúrgico que reduzirá a exposição a poeira e alérgenos. O próximo passo é selecionar gaiolas apropriadas para animais de entrada. Em seguida, forneça a gaiola com materiais apropriados para cama e aninhamento. E leve as gaiolas preparadas para a sala de recepção controlada pela temperatura, para que estejam prontas para transferência antes da chegada dos animais.
Após a chegada do embarque, coloque as caixas de transporte em um lugar seguro na sala de recebimento. Examine o recipiente para obter qualquer dano e desinfete as superfícies externas para destruir quaisquer patógenos nocivos. Certifique-se de que o desinfetante esteja em contato com a caixa por pelo menos 15-30 minutos, de acordo com as recomendações do fabricante. Em seguida, coloque o contêiner na Estação de Transferência de Animais, ou ATS. Esta estação oferece ar de partículas de alta eficiência, ou HEPA, filtrado fluxo de ar unidirecional dentro do capô. O HEPA protege o usuário contra alérgenos e protege os animais do ar da sala circundante, minimizando a chance de contaminação. Em seguida, abra o contêiner de transporte e avalie a saúde geral dos roedores. Anote qualquer animal que pareça estar ferido ou doente. Depois disso, coloque-os na gaiola já montada nos tamanhos adequados do grupo, cubra a gaiola com a tampa da barra de arame e fixe o divisor para criar duas áreas. Selecione a comida apropriada e coloque-a de um lado e deixe o segundo lado aberto para permitir uma melhor circulação de ar. Por fim, se os animais não estiverem sendo colocados em um rack com rega automática, adicione uma garrafa de água para garantir o abastecimento adequado de água. Lembre-se, o ATS tem que ser desinfetado no final de cada sessão, e o soprador deve estar desligado ao desinfetar.
Para troca de gaiolas, coloque as duas gaiolas – uma gaiola fresca com o material de cama apropriado e a gaiola usada com os animais-no ATS. Pode-se transferir os animais da gaiola velha para a nova gaiola à mão ou com o uso de um fórceps acolchoados. Ambos os métodos foram discutidos em outro vídeo desta coleção. Lembre-se que apenas uma gaiola de animais pode ser aberta de cada vez. Para camundongos machos ou fêmeas com uma ninhada, foi demonstrado que transferir a área de ninho dos camundongos para a gaiola limpa ajuda os animais na transição. Uma vez que a parte superior da gaiola seja colocada na nova gaiola, transfira alimentos do topo da gaiola velha para o novo topo e adicione mais alimentos, se necessário. Em seguida, coloque a parte superior da barreira, e devolva a gaiola para o rack. É uma boa prática trocar luvas entre gaiolas ou entre grupos.
O procedimento de desempacotar animais imunocomprometidos é um pouco diferente, pois as coisas precisam ser estéreis. Recomenda-se que o soprador dentro do capô esteja ligado pelo menos 24 horas antes do uso. Como para animais imunocompenentes, ao chegar o contêiner pulverizar o recipiente com uma solução desinfetante na sala de recepção e deixá-lo aberto por 15-30 minutos. No ATS designado para camundongos imunocomprometidos, pulverize a capa de fluxo laminar com 70% de etanol 30 minutos antes de manipular animais. O ideal é que duas pessoas participem dessa atividade de desempacotar — uma pessoa seria a técnica estéril usando o vestido esterilizado a vapor e um par duplo de luvas estéreis para lidar com os animais usando técnicas assépticas e a outra seria o técnico não estéril usando um vestido de isolamento limpo e um par de luvas para manusear itens contaminados. Ambos devem estar usando uma máscara, gorro de cabelo e óculos de segurança.
Antes de abrir o recipiente de transporte dentro do capô, coloque todos os suprimentos e coloque estes e pulverize seu exterior com álcool. E na chegada do embarque, coloque a caixa de animais recebida no capô e pulverize-a com 70% de etanol também. Existem duas opções para o ensaquecimento estéril, seja o caging padrão que foi embrulhado e unidades a vapor esterilizadas, ou unidades descartáveis que foram esterilizadas usando irradiação pelo fornecedor.
Inicie o procedimento de desempacotamento abrindo o alimento estéril, seguido pela abertura da caixa de transporte. Neste ponto, o manipulador deve descartar o primeiro par de luvas estéreis. Em seguida, a pessoa não estéril desembrulha a gaiola estéril e passa-a aseticamente para o manipulador animal que, em seguida, remove o capô e a tampa da barra de arame, e coloca-os de cabeça para baixo no capô. Posteriormente, o tubo de sípere na gaiola é preenchido com água na estação localizada no capô. Por fim, o tutor animal coloca o animal na gaiola, segura-o com a tampa da barra de arame, adiciona comida e coloca o capô no lugar. Observe que o soprador do capô deve permanecer sempre ligado para manter o ambiente estéril. No final, a pessoa não estéril remove a gaiola povoada do capô e coloca-a em um rack apropriado. Para evitar uma possível contaminação cruzada entre os grupos, o manipulador de animais deve trocar luvas após cada contêiner de transporte.
Para a troca de gaiolas dos animais imunocomprometidos, a preparação do capô e gaiolas e EPI são os mesmos que para a desempacotamento desses animais. E a técnica de transferência é a mesma dos animais imunocompetuntes, mas em condições estéreis.
Agora vamos discutir as condições adequadas de moradia para os animais, que é outro aspecto importante da prestação de cuidados essenciais. Ratos e ratos são alojados principalmente no tipo caixa de sapatos com um fundo sólido contendo material de cama. A gaiola típica do rato fornece 75 polegadas quadradas de espaço no chão, o que é adequado para um máximo de 5 ratos adultos. Por outro lado, uma gaiola de ratos tem a área de 142 polegadas quadradas e é adequada para 2 ratos adultos. As gaiolas estáticas geralmente são cobertas com uma tampa de barra de arame e o material do filtro é adicionado sobre o topo da gaiola como um capô. Gaiolas ventiladas individualmente, ou IVCs, também têm tampa de barra de arame e capô, mas são colocadas em um rack que fornece fluxo de ar para dentro da gaiola. Isso elimina a necessidade de mudar a gaiola com tanta frequência quanto gaiolas estáticas, o que pode ser benéfico para animais imunocomprometidos.
Todos os sistemas de ensaíamento têm uma provisão para alimentação e abastecimento de água. Há alimentadores colocados dentro da gaiola animal ou uma seção da tampa da barra de arame é usada para armazenamento de alimentos. Os alimentos devem ser colocados de tal forma que não sejam sujos pelos animais. A água é geralmente fornecida através de uma garrafa de água colocada no topo da gaiola, ou através de uma válvula de água automática que é um componente embutido na gaiola animal. Para a opção de válvula de beber, quando a gaiola é colocada em um rack, a água é transportada para o tubo para um sistema de rega automática que é projetado para atender às necessidades do animal em toda a instalação animal.
O Guia para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório afirma que todos os implementos de caging devem ser higienizados pelo menos a cada 2 semanas. Algumas gaiolas e acessórios podem precisar ser trocados com mais frequência, como ditado pelo nível de odor e amônia no recinto.
Agora vamos falar sobre alimentação adequada e abastecimento de água para animais imunocompetuntes e imunocomprometidos. Existem muitas rações disponíveis comercialmente com composições variáveis de proteína, carboidratos e gorduras. Idealmente, os alimentos devem ser compostos por 15-19% de proteína, 44% de carboidratos e 4-9% de gordura. Para animais imunocomprometidos, certifique-se de que a alimentação foi esterilizada.
A água da torneira, ou osmose reversa que é água de RO, pode ser usada para animais imunocompetentes, mas para animais imunodeficientes, a água pode ser uma fonte de contaminação e, portanto, precisa ser esterilizada. A esterilidade na água é mantida adicionando 2 gotas de 12 ácidos clorídricos molares a 8 litros de água ro, que acidificará a água a um pH de 2,5-3 e limitará o crescimento bacteriano. Em seguida, despeje a água em garrafas individuais e cubra-as com papel alumínio. Coloque as tampas da garrafa com tubos de sipper separadamente em um saco de autoclave, e coloque tudo em uma autoclave para esterilização a vapor.
Agora vamos discutir as condições ambientais padrão essenciais para o cuidado animal.
No nível da gaiola, a habitação social é obrigatória, a menos que cientificamente justificada ou se um animal é incompatível com todos os outros. Enriquecer o ambiente com cabanas de papel e materiais de ninho permite que os animais expuserem comportamentos específicos de espécies como construção de ninhos e escavações, o que, por sua vez, diminui o nível de estresse e aumenta o bem-estar geral dos animais. Os materiais de aninhamento também fornecem uma área de sono saturada em feromônios calmantes que auxiliam na carcaça de vários ratos machos na mesma gaiola. Como mencionado anteriormente, mover a área de aninhamento para a gaiola limpa após a mudança de gaiola ajuda a prevenir a agressão, especialmente no macho, à medida que os animais são introduzidos em um novo ambiente. Para animais nus atímicos, deve-se considerar fornecer materiais adicionais de cama e desfiado tipo de papel em suas gaiolas para ajudar na termregulação.
No nível ambiente, a temperatura para ratos e ratos deve ficar entre 68 e 79° F. O nível de umidade do quarto deve ser de 30 a 70%, pois níveis mais baixos podem resultar em uma condição conhecida como rabo-de-cavalo. O parâmetro do terceiro quarto é a iluminação. Isso inclui intensidade de luz e ciclos. Normalmente, a sala animal é definida para ciclo escuro de 12 horas/12 horas. A intensidade da iluminação deve variar de acordo com a atividade na sala. Quando os técnicos estão trabalhando, podem ser usados níveis mais altos de iluminação. No entanto, deve ser reduzido para aproximadamente 325 lux uma vez que toda a atividade é concluída. Por fim, o fluxo de ar dentro da sala também deve ser cuidadosamente controlado. Um mínimo de 10-15 mudanças de ar de 100% de ar fresco deve ocorrer a cada hora. Isso diminui micróbios e odores na sala dos animais.
Por fim, vamos ver como os pesquisadores estão usando esse conhecimento sobre a moradia de animais de laboratório, dieta e preferências ambientais em seus experimentos.
Como discutido anteriormente, os animais de laboratório geralmente exibem comportamento de construção de ninhos, o que reduz o estresse, e os pesquisadores têm usado isso como um indicador de bem-estar animal. Neste experimento em particular, os cientistas desenvolveram um sistema imparcial para pontuar o ninho construído e, em seguida, usaram-no para estudar o efeito da temperatura ambiente no comportamento de construção de ninhos. Como você pode ver, um aumento na temperatura causou uma queda significativa na pontuação, destacando o papel da temperatura circundante no bem-estar animal.
Dado que ratos e ratos adoram carboidratos, pesquisadores têm usado a alimentação de diferentes formas para testar a função motora do animal. Isso inclui analisar a destreza durante diferentes tipos de tarefas de manipulação de alimentos e examinar o comportamento de alcance após intervenções cirúrgicas ou farmacológicas.
Por fim, sabe-se que ratos e ratos são noturnos e não preferem áreas iluminadas. Os cientistas usam esse conhecimento para construir ambiente para estudar a ansiedade nessas espécies. Por exemplo, aqui as pesquisas introduziram animais em campo aberto simples e estudaram o tempo gasto pelo tipo selvagem e camundongos eliminados nas zonas internas e externas, para analisar o efeito do impacto do gene knockdown no comportamento semelhante à ansiedade.
Você acabou de assistir a introdução de JoVE a procedimentos essenciais de cuidados para ratos e ratos. Agora você deve ter uma melhor compreensão das medidas que se deve tomar para garantir que o meio ambiente e o manuseio desses animais não causem nenhum dano à saúde animal e você também deve saber como os pesquisadores podem modificar esses parâmetros para alcançar diferentes objetivos científicos. Como sempre, obrigado por assistir!
O cuidado adequado e o manuseio dos animais utilizados na pesquisa biomédica são cruciais para o resultado dos experimentos. Regulamentos e diretrizes estabelecidas ditam muitas das práticas utilizadas. No entanto, medidas adicionais são necessárias para camundongos e ratos que têm deficiências imunológicas para mitigar a exposição acidental a patógenos oportunistas. Quando as práticas aderem aos procedimentos estabelecidos, a saúde e o bem-estar dos animais experimentais são aprimorados e melhores resultados experimentais são alcançados.
Since mice and rats account for over ninety percent of the animals used for biomedical research, taking proper care of these organisms is critical to the outcome of the experiments. These care procedures begin right at the start with unpacking the animals from shipping containers, to cage changing, to maintaining proper housing conditions, providing appropriate diet, and ensuring suitable environment. Although, there are general procedures that apply to the majority of mice and rats in the laboratory, some animals, such as those that are immunocompromised, require additional attentiveness in order to sustain them for experimental purposes.
This video will describe the standards and essential care procedures for both immunocompetent and immunocompromised animals. And lastly, we will illustrate some example experiments showing how scientists use this knowledge for different research purposes.
Receiving animals from other institutions poses a risk to the animals already housed within the facility, as during transit, the transport boxes can come in contact with pathogenic agents. Therefore, a proper procedure should be employed when unpacking the shipping containers.
Before handling any animals, it is important to wear the appropriate Personal Protective Equipment, or PPE. The minimum PPE to wear is a lab coat, gloves, safety glasses, and a surgical type mask that will reduce the exposure to dust and allergens. The next step is to select appropriate cages for incoming animals. Then, furnish the cage with appropriate bedding and nesting materials. And take the prepared cages to the temperature-controlled receiving room, so that they are ready for transfer prior to the arrival of the animals.
Upon shipment arrival, place the transport boxes in a secure place in the receiving room. Examine the container for any damage and disinfect the outer surfaces to destroy any harmful pathogens. Make sure that the disinfectant is in contact with the box for at least 15-30 minutes, as per manufacturer’s recommendations. Then, place the container in the Animal Transfer Station, or ATS. This station offers High Efficiency Particulate Air, or HEPA, filtered unidirectional airflow within the hood. HEPA protects the user from allergens and shields the animals from the surrounding room air, minimizing the chance of contamination. Next, open the shipping container and evaluate the overall health of the rodents. Make a note of any animal that appears to be injured or ill. After that, place them into the already assembled cage in the proper group sizes, cover the cage with the wire bar lid and secure the divider to create two areas. Select the appropriate food and place it in one side and leave the second side open to allow for better air circulation. Lastly, if the animals are not being placed on a rack with automatic watering, add a water bottle to ensure adequate water supply. Remember, the ATS has to be disinfected at the end of each session, and the blower must be off when disinfecting.
For cage changing, place the two cages-a fresh cage with the appropriate bedding material and the used cage with the animals-in the ATS. One can transfer the animals from the old cage to the new cage by hand or with the use of a padded forceps. Both these methods have been discussed in another video of this collection. Remember only one cage of animals can be opened at a time. For male mice or females with a litter, it has been demonstrated that transferring the nesting area of the mice into the clean cage assists the animals with the transition. Once the cage top is placed on the new cage, transfer food from the old cage top to the new top and add more food if necessary. Next, place the barrier top, and return the cage to the rack. It is a good practice to change gloves between cages or between groups.
The unpacking procedure for immunocompromised animals is a bit different, as things need to be sterile. It is recommended that the blower inside the hood be on at least 24 hours before use. Like for immunocompenent animals, upon shipment arrival spray the container with a disinfectant solution in the receiving room and leave it unopened for 15-30 minutes. At the ATS designated for immunocompromised mice, spray the laminar flow hood with 70% ethanol 30 minutes prior to manipulating animals. It is ideal to have two people participate in this unpacking activity — one person would be the sterile technician wearing the steam sterilized gown and double pair of sterile gloves to handle the animals using aseptic techniques and the other would be the non-sterile technician wearing a clean isolation gown and a pair of gloves to handle contaminated items. Both should be wearing a, mask, hair bonnet, and safety glasses.
Before opening the shipping container inside the hood, place all the supplies and caging in these and spray their exterior of with alcohol. And upon shipment arrival, place the received animal box in the hood and sprays it with 70% ethanol as well. There are two options for sterile caging, either standard caging that has been wrapped and steam sterilized, or disposable units that has been sterilized using irradiation by the vendor.
Start the unpacking procedure by opening the sterile food, followed by opening of the transport box. At this point, the handler should discard the first pair of sterile gloves. Next, the non-sterile person unwraps the sterile cage and aseptically passes it to the animal handler who then removes the bonnet and the wire bar lid, and places them upside down in the hood. Subsequently, the sipper tube on the cage is filled with water at the station located in the hood. Lastly, the animal handler places the animal into the cage, secures it with the wire bar lid, adds food and sets the bonnet in place. Note that the hood blower should remain on at all times to maintain the sterile environment. At the end, the non-sterile person removes the populated cage from the hood and places it on an appropriate rack. To avoid possible cross contamination between groups, the animal handler should change gloves after each shipping container.
For cage changing of the immunocompromised animals, the preparation of the hood and cages and PPE are the same as for the unpacking of these animals. And the transfer technique is same as the immunocompetent animals, but under sterile conditions.
Now let’s discuss appropriate housing conditions for the animals, which is another important aspect of providing essential care. Mice and rats are primarily housed in shoebox type caging with a solid bottom containing bedding material. The typical mouse cage provides 75 square inches of floor space, which is adequate for a maximum of 5 adult mice. On the other hand, a rat cage has the area of 142 square inches and is adequate for 2 adult rats. Static cages are usually covered with a wire bar lid and filter material is added over the cage top as a bonnet. Individually ventilated cages, or IVCs, also have a wire bar lid and bonnet, but they are placed on a rack that provides airflow into the cage. This eliminates the need to change the cage as often as static cages, which may be beneficial for immunocompromised animals.
All caging systems have a provision for food and water supply. There are either feeders placed within the animal cage or a section of the wire bar lid is used for food storage. Food must be placed such that it is not soiled by the animals. Water is usually supplied via a water bottle placed on the top of the cage, or via an automatic watering drinking valve that is a built in component of the animal cage. For drinking valve option, when the cage is engaged onto a rack, water is transported into the tube for an automatic watering system that is designed to meet the needs of the animal throughout the animal facility.
The Guide for the Care and Use of Laboratory Animals states that all caging implements must be sanitized at least every 2 weeks. Some cages and accessories may need to be changed more often as dictated by the level of odor and ammonia in the enclosure.
Now let’s talk about proper food and water supply for immunocompetent and immunocompromised animals. There are many commercially available feeds with variable protein, carbohydrate, and fat compositions. Ideally, feeds should comprise 15-19% protein, 44% carbohydrates, and 4-9% fat. For immunocompromised animals, make sure that the feed has been sterilized.
Tap water, or reverse osmosis that is RO water, can be used for immunocompetent animals, but for immunodeficient animals, water can be a source of contamination, and therefore needs to be sterilized. Sterility in the water is maintained by adding 2 drops of 12 molar hydrochloric acid to 8 liters of RO water, which will acidify the water to a pH of 2.5-3 and limit bacterial growth. Then pour the water in individual bottles and cover them with aluminum foil. Place the bottle lids with sipper tubes separately in an autoclave bag, and put everything in an autoclave for steam sterilization.
Now let’s discuss the standard environmental conditions essential for animal care.
At the cage level, social housing is mandatory unless scientifically justified or if an animal is incompatible with all others. Enriching the environment with paper huts and nesting materials allows the animals to exhibit species-specific behaviors like nest building and burrowing, which in turn decreases the stress level and increases the overall well-being of the animals. Nesting materials also provide a sleeping area that is saturated in calming pheromones that assists with the housing of multiple male mice in the same cage. As mentioned previously, moving the nesting area to the clean cage upon cage changing helps prevent aggression, especially in males, as the animals are introduced into a new environment. For athymic nude animals, one should consider providing additional bedding and shredded paper type nesting materials in their cages to assist with thermoregulation.
At the room level, the temperature for mice and rats should be between 68 and 79° F. The room humidity level should be 30-70%, as lower levels can result in a condition known as ringtail. The third room parameter is lighting. This includes light intensity and cycles. Normally, the animal room is set to 12-hour light/12-hour dark cycle. The lighting intensity should vary in accordance with the activity in the room. When technicians are working, higher lighting levels can be used. However, it should be lowered to approximately 325 lux once all activity is concluded. Lastly, the airflow within the room should also be carefully controlled. A minimum of 10-15 air changes of 100% fresh air should occur every hour. This decreases microbes and odors in the animal room.
Lastly, let’s see how researchers are using this knowledge about lab animals housing, diet and environment preferences in their experiments.
As discussed earlier, lab animals generally exhibit nest-building behavior, which reduces stress, and researchers have used this as an indicator of animal welfare. In this particular experiment, scientists developed an unbiased system to score the nest built and then used it study the effect of ambient temperature on the nest-building behavior. As you can see, an increase in temperature caused a significant drop in the score, highlighting the role of surrounding temperature in animal welfare.
Given that mice and rats love carbohydrates, researchers have used feed of different shapes to test animal’s motor function. This includes analyzing dexterity during different types of food handling tasks, and examining reaching behavior following surgical or pharmacological interventions.
Lastly, it is known that mice and rats are nocturnal and they don’t prefer lit-up areas. Scientists use this knowledge to build environment to study anxiety in these species. For example, here the researches introduced animals into simple open field and studied the time spent by the wild type and knockout mice in the inner and outer filed zones, to analyze the effect gene knockdown on anxiety-like behavior.
You’ve just watched JoVE’s introduction to essential care procedures for mice and rats. You should now have a better understanding of the measures one should take to ensure that the environment and handling of these animals does not cause any harm to animal’s health and you should also know how researchers can modify these parameters to achieve different scientific goals. As always, thanks for watching!
Related Videos
Lab Animal Research
174.3K Visualizações
Lab Animal Research
27.9K Visualizações
Lab Animal Research
35.7K Visualizações
Lab Animal Research
54.7K Visualizações
Lab Animal Research
25.6K Visualizações
Lab Animal Research
100.4K Visualizações
Lab Animal Research
34.9K Visualizações
Lab Animal Research
31.4K Visualizações
Lab Animal Research
51.6K Visualizações
Lab Animal Research
171.5K Visualizações
Lab Animal Research
73.1K Visualizações
Lab Animal Research
50.4K Visualizações
Lab Animal Research
22.5K Visualizações
Lab Animal Research
58.0K Visualizações
Lab Animal Research
34.8K Visualizações