Summary
Verfijning van varkensstudies wordt bereikt door het introduceren van een gestandaardiseerde checklist en positieve versterkingstraining met behulp van een clicker. Dit werk ondersteunt het verzamelen van monsters en het uitvoeren van dagelijkse taken met betrekking tot de dieren.
Abstract
De uitvoering van 3R-initiatieven is belangrijk. Om het leven van proefvarkens te verfijnen, hebben we ons gericht op de periode voorafgaand aan het opnemen van dieren in experimenten. We hebben de checklist tijdens de ontwikkeling verbeterd. Met behulp van de checklist werd de voortgang van elk individueel varken gedocumenteerd. Dit helpt de verzorgers zodat ze gefocust blijven op de acties die nodig zijn om de dieren te socialiseren en het stress- en angstniveau van het dier te beperken. Tijdens deze fase worden de varkens kalm en klaar om te beginnen met extra clickertraining om stress tijdens de experimentele periode verder te beperken. De varkens zullen gemakkelijk toestaan dat basisuitkomstmetingen worden verzameld zonder sedatie of fixatie.
Het protocol is in tweeën gedeeld. Eerst de overgangsfase die begint als de varkens bij de onderzoeksfaciliteit aankomen. Het introduceren van traktaties en geleidelijk nauwer contact met de verzorgers zijn de eerste stappen. Vervolgens introduceert de verzorger acties om het hoofd en de achterhand te kunnen aanraken, om bijvoorbeeld het oor na te bootsen om een bloedmonster te nemen of de hinde om een rectale temperatuur te verkrijgen. Een sterke basis wordt gelegd in de dierverzorgerrelatie en dit minimaliseert snel de stress die de varkens na aankomst uitdrukken. Ten tweede begint de positieve versterkingstraining om het dier te leren hoe hij complexere taken moet uitvoeren zonder gestrest te raken. Een clicker wordt geïntroduceerd als secundaire versteviger.
Tijd, structuur, opleiding en gedegen communicatie lijken de belangrijkste criteria om te slagen in de toepassing van dit protocol. Naast het hebben van kalme en conforme varkens, melden de verzorgers dat ze genieten van de focus die ze elk individueel varken mogen geven, wat bijdraagt aan hun algehele werkplezier. Het hebben van verzorgers met een sterke betrokkenheid en een focus op de transitievoortgang en het welzijn van elk varken, versterkt bovendien de zorgcultuur van de afdeling.
Introduction
De principes van de 3Rs (Replacement, Reduction and Refinement) die Russell en Burch in 1959 bespraken, vormen de basis van vandaag voor hoge ethische normen met betrekking tot het gebruik van dieren voor experimentele doeleinden. In biomedische onderzoeksfaciliteiten die zich bezighouden met preklinische proefdierstudies, moet het verfijningsbeginsel van groot belang zijn. "Verfijning: elke afname van de incidentie of ernst van onmenselijke procedures die worden toegepast op dieren die nog moeten worden gebruikt"1.
Een hedendaagse definitie stelt bovendien dat verfijning "het onderzoek naar dierenwelzijn bevordert door gebruik te maken van de nieuwste in vivo technologieën en door het begrip van de impact van welzijn op wetenschappelijke resultaten te verbeteren"2. Dit houdt in dat de huidige verfijningsinitiatieven niet alleen belangrijk zijn voor het welzijn van het dier op zich, maar dat ze ook belangrijk zijn voor de kwaliteit van het onderzoek, aangezien wetenschappelijke resultaten van deze initiatieven zullen profiteren 3.
Een verfijningsinitiatief om te overwegen is het socialiseren en trainen van proefdieren. Ze kunnen worden opgeleid om een bepaalde taak uit te voeren, bijvoorbeeld op een weegschaal stappen of zich rustig gedragen terwijl bloedmonsters worden genomen. Sommige soorten kunnen van nature meer geneigd zijn tot training dan andere en dit heeft invloed op de traditie voor het trainen van proefdiersoorten. Traditioneel wordt de training van honden al eeuwenlang uitgevoerd, bijvoorbeeld om de hond in de jacht te gebruiken. Deze historische tradities hebben de opleiding van honden in de biomedische onderzoeksomgeving zeker eenvoudiger gemaakt. Samen met niet-menselijke primaten is de opleiding van laboratoriumhonden al geruime tijd besproken en uitgevoerd4,5.
Gemeenschappelijk voor beide soorten is dat ze hoog scoren op de "socio-zoölogische schaal". Deze schaal rangschikt dieren op basis van hun plaats en gebruik in de menselijke samenleving 6. Hoog scoren brengt ook een grote publieke vraag met zich mee om de dieren zo humaan mogelijk te behandelen en hun stress- en angstniveau te beperken. Knaagdieren worden, in tegenstelling tot honden en niet-menselijke primaten, in de onderkant van de socio-zoölogische schaal geplaatst. Ze hebben geen gelijkwaardige publieke aandacht en zorg gekregen. Historisch gezien zijn ze minder goed behandeld - vermoedelijk ook vanwege hun vermogen om levensbedreigende ziekten te verspreiden. In de afgelopen jaren is de training van knaagdieren echter geïmplementeerd in preklinische onderzoeksinstellingen en hiervan zijn gerelateerde wetenschappelijke voordelen niet onmerkbaar gebleven. Zowel ratten als muizen zijn interessant gemakkelijk te trainen en de training beperkt ook hun stressrespons en versterkt zo de wetenschappelijke resultaten7,8.
Rapportage over het socialiseren en trainen van varkens in een proefdieromgeving is voor zover wij weten schaars9. Op de socio-zoölogische schaal worden varkens tussen honden en knaagdieren geplaatst. We herkennen de soort vooral als voedselbron, maar toch worden er ook een behoorlijk groot aantal varkens gebruikt in biomedisch onderzoek. Alleen al in de EU werden in 2015-2017 jaarlijks ongeveer 75.000 varkens voor wetenschappelijke doeleinden gebruikt 10. Dit aantal omvat zowel landbouwvarkens als miniatuurvarkens. Er is een toenemende focus op het verfijnen van het leven van deze dieren door training als een maatregel om te voldoen aan de 3Rs. Zowel boerderijvarkens als miniatuurvarkens kunnen inderdaad worden opgeleid 11,12, maar hun uitgangspunt in termen van socialisatie varieert. Miniatuurvarkens worden gefokt voor onderzoek en gesocialiseerd tijdens hun vroege levensduur. Ze zijn gefokt om een kalm humeur te hebben. Boerderijvarkens worden gefokt voor consumptie en vaak helemaal niet gesocialiseerd. Finishervarkens voor vleesproductie in Denemarken zijn meestal gehuisvest in groepen met een hoge dichtheid van 15-25 varkens waar ze moeten concurreren om een positie in de hiërarchie van de kudde te verdienen. Hun humeur weerspiegelt dat vermogen. Vaak zijn ze gehuisvest in stabiele faciliteiten met een gedeeltelijk gepland vloer om de werklast van het uitmesten te beperken. Om gewichtstoename te optimaliseren, worden ze ad libitum gevoed via geautomatiseerde voedsel- en waterleveringssystemen. Daarom is hun contact met landarbeiders beperkt en zullen ze gestrest raken wanneer ze worden behandeld. Dit stelt bepaalde uitdagingen wanneer de dieren worden overgebracht naar een onderzoeksfaciliteit. Hier spelen het dierenwelzijn, de veeteelt en de 3Rs een sleutelrol13,14. Vanuit een onderzoeksperspectief is elk individueel dier belangrijk om de best mogelijke onderzoeksresultaten te verkrijgen. Het welzijn van de dieren is ook belangrijk om te zorgen voor een lage variatie tussen dieren met betrekking tot stress, angst en angst. Om deze redenen is het belangrijk om aandacht te besteden aan de overgang van een "kuddedier" naar een "individu". Bij aankomst betreden de varkens een nieuwe omgeving met nieuwe geuren, nieuw voedsel, dagelijks contact met dierenverzorgers en vaak ook nieuwe penmaten. Voor een varken kan de verschuiving erg stressvol zijn en het belang van een acclimatisatieperiode van meerdere dagen wordt erkend in de laboratoriumdierwetenschap15.
Door de acclimatisatieperiode te structureren, hebben we een zogenaamde "transitiefase" gecreëerd met behulp van een gestructureerde stap-voor-stap checklist. De checklist zorgt ervoor dat elk varken voldoende contact krijgt met de verzorger en leert om basisafhandeling mogelijk te maken voor onderzoek en monsterverzameling zonder gestrest te zijn. Vervolgens kunnen voortdurende werkzaamheden worden uitgevoerd om de varkens te trainen met behulp van positieve versterkingstraining gericht op elk specifiek onderzoeksproject16,17. Een clicker wordt gebruikt om een voedselbeloning te signaleren wanneer de gewenste actie wordt uitgevoerd. Het combineren van de stappen uit de overgangsfase met extra clickertraining van de varkens geeft de dieren een soepele bezinking in de onderzoeksfaciliteit. Ze worden rustig en gemakkelijk te hanteren en kunnen met weinig moeite worden geleerd om stil te staan voor bijvoorbeeld het afnemen van bloedmonsters. Door het gebruik van dit type hanteringsprotocol worden ouderwetse technieken zoals sedatie van de dieren of strikken vervangen. Om ervoor te zorgen dat alle varkens voldoende worden behandeld, wordt een checklist ingevuld.
Het wordt algemeen aanvaard dat dieren inderdaad positieve emoties voelen en dus moeten de focus bij het werken met de dieren niet alleen liggen op het verwijderen van negatieve emoties 18. De training met de verzorger is een voorbeeld van een positieve emotionele ervaring. Het is heel plezierig voor het varken omdat het traktaties en aandacht krijgt. Naast het voordeel van het verminderen van handling-stress en angst gerelateerd gedrag in de faciliteit, biedt het trainen van de dieren de mogelijkheid om de dieren positieve emotionele ervaringen te geven. Het toevoegen van positieve ervaringen kan een aantal negatieve ervaringen die proefdieren tegenkomen met betrekking tot uitgevoerde experimenten tegengaan en zal zo het dierenwelzijn verder verhogen 19,20.
Terwijl de varkens blijkbaar genieten van de trainingssessies, bieden de sessies tegelijkertijd de verzorger de mogelijkheid om de band met elk individueel varken te versterken. Het zijn van een dierenverzorger, het uitvoeren van pijnlijke acties, zoals injecties van de dieren, is onderdeel van het werk. Het is echter op zichzelf al lonend om de dieren te trainen en deze acties om te zetten in positieve ervaringen. Het vergroot de betrokkenheid van de verzorgers en speelt een sleutelrol bij het versterken van de zorgcultuur van de afdeling21,22,23.
De varkens werden gehuisvest volgens het dierenwelzijnsbeleid van de instelling, dat verwijst naar de nationale wetgeving inzake dierproeven, huisvesting en veeteelt. Het protocol kan worden toegepast op gespeende varkens van elke leeftijd. Voor de ontwikkeling van de overgangschecklist (figuur 1) werden in totaal 40 vrouwelijke kruisingsvarkens (Deense Landrace-Yorkshire-Duroc) met een gewicht van 35-80 kg gebruikt (tabel 1). De varkens werden toegewezen aan een groep die afhankelijk was van hun aankomsttijd. De varkens werden in de periode januari - september 2020 ondergebracht in de onderzoeksstal. Alle boerderijvarkens worden gefokt op een traditioneel zeugenbedrijf en verplaatst naar een samenwerkend bedrijf met een gewicht van ongeveer 15 kg. Ten minste twee weken voor opname in overlevingsstudies worden de varkens naar de onderzoeksstal van de universiteit vervoerd. Gedurende de eerste twee weken vindt de overgang van boerderijvarken naar proefdier plaats. Het protocol bestaat uit niet-schadelijke en positieve acties en kan daarom onmiddellijk worden gestart als onderdeel van de acclimatisatieperiode.
De varkens werden één voor één ondergebracht in hokken van 3,4 - 6,8 m2 op massieve betonnen vloeren en hebben toegang tot water via een automatische watervoorziening. Er is een voederbak voor elk varken en ten minste één deel van de scheiding naar de naburige hokken maakt snuitcontact mogelijk. Wanneer varkens chirurgische ingrepen moeten ondergaan of apparatuur moeten laten implanteren, worden ze alleen gehuisvest om te voorkomen dat penmaten likken en bijten in wonden en implantaten eruit trekken. Het strooiselmateriaal is stro en de dieren worden verder verrijkt met hooi en ander activiteitenspeelgoed, zoals touw, ballen, emmers, kauwsticks van plastic (figuur 2).
De dieren zijn afkomstig van een kudde die is opgenomen in het nationale gezondheidsmonitoringsprogramma voor landbouwhuisvarkens, wat betekent dat ze worden gescreend op zeven pathogenen24 die varkens in een productieomgeving kunnen beïnvloeden. Tweejaarlijkse steekproefsgewijze controles worden uitgevoerd voor de onderzoeksstapel op basis van FELASA-aanbevelingen25,26, naast monsters van varkens die diagnostiek rechtvaardigen vanwege onverwachte onderzoeksresultaten. Sommige van de varkens die voor dit project werden gebruikt, waren seropositief voor het voortplantings- en ademhalingssyndroom van varkens; geen van de varkens vertoonde echter klinische symptomen die overeenkomen met infectie. Alle monsters die werden geëvalueerd met behulp van polymerasekettingreactie waren negatief, wat bevestigt dat de varkens in een gezonde conditie verkeerden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
De varkens die werden gebruikt om het protocol te valideren, maakten deel uit van studies die waren goedgekeurd door The Animal Experimental Council - een nationale overheidsinstelling die alle dierproeven in Denemarken evalueert en goedkeurt. De Raad doet de ethische toetsing vergelijkbaar met een IACUC.
1. Aankomst in de onderzoeksfaciliteit
- Was eerst de varkens in een aangewezen gebied om een grondige visuele inspectie mogelijk te maken. Gebruik een uitsluitingslijst om varkens met wonden, oorbeten, abcessen, kreupelheid enz. uit te sluiten, zodat alleen dieren die klinisch gezond lijken, de faciliteit mogen betrekken.
- Sorteer de varkens na het wassen in groepen op basis van kleurmarkeringen. De kleurmarkeringen geven aan welke varkens penmaatjes zijn geweest bij de leverancier. Dit is belangrijk omdat varkens zullen vechten om een hiërarchie op te zetten wanneer ze worden geïntroduceerd aan nieuwe pengenoten. Door ze gesorteerd te houden in groepen samen met varkens zijn ze al bekend met beperkingen dit vechten aanzienlijk.
- Laat de varkens ongestoord (behalve wanneer ze 's middags worden gevoerd) voor de rest van de aankomstdag, omdat ze na transport behoorlijk gestrest kunnen zijn.
2. Deel één: De overgangsfase (geschatte tijd 4-6 dagen)
OPMERKING: De varkens blijven in hun thuishok tijdens de activiteiten die in de overgangsfase worden uitgevoerd. We gebruiken een halve appel voor elke traktatiesessie. De voortgang van elk individueel varken wordt gescoord in de Transition Phase Progression Checklist (Figuur 1 en Aanvullend Dossier 1).
- Introduceer de lekkernijen op de twee opeenvolgende dagen na aankomst.
- Toss behandelt er twee keer per dag een paar tegelijk (half appeltotaal) in de pen om de varkens in staat te stellen zelfstandig naar de lekkernijen te zoeken en rustig net buiten de pen te staan. Afgezien van het vertrouwd raken met traktaties, is het doel dat het dier de traktatie positief associeert met de aanwezigheid van een verzorger.
- Op dag drie en opeenvolgende dagen introduceren het vertrouwd maken van het varken met "behandeling door een verzorger". Voer de pen in tijdens het voeren.
- Ga op armlengte van het varken zitten terwijl het aan het eten is (figuur 3). Steek rustig een hand uit naar het varken om zijn rug aan te raken. De aanraking moet meer dan twee seconden duren om als succesvol te tellen. Als het varken zich terugtrekt van het voedsel, trek dan de hand langzaam terug.
- Wacht tot het dier begint te eten en voer de actie opnieuw uit. Als het dier zich weer terugtrekt van het voedsel, stop dan met proberen het aan te raken, maar blijf in de pen naast de trog (in totaal 2-3 minuten voor de sessie).
- Ga verder in de behandelingsprocedure wanneer het varken accepteert dat het op de rug wordt aangeraakt terwijl het eet. Beweeg nu de hand op de rug in beide richtingen van het hoofd en de staart.
- Raak het hoofd en de oren aan als het varken het accepteert. Als het varken op enig moment afstand houdt van een actie, stop dan de actie, maar blijf de resterende tijd in de pen (in totaal 2-3 minuten voor de sessie). Het oor is belangrijk omdat het bloedafname van een intraveneuze katheter in het oor mogelijk maakt.
- Sta langzaam op om het staartgebied te kunnen aanraken, het tweede belangrijke gebied. Staan en bewegen is beangstigender voor het varken, daarom wordt deze stap onafhankelijk gescoord. Wanneer het varken accepteert dat het gebied wordt aangeraakt en de staart wordt gemanipuleerd, kan een rectale temperatuur worden genomen om de meeste onderzoeksprotocollen te ondersteunen.
- Om de band tussen verzorger en dier verder te versterken, komt u de pen binnen tijdens twee sessies, afgezien van de voedertijden. Bied de varkenstraktaties (één plak per keer) aan tijdens twee sessies (elk 2-3 minuten), terwijl je in een hoek in de pen zit. Geef eerst de traktaties van een uitgestrekte arm, maar verklein de afstand geleidelijk, zodat het varken dichterbij moet komen om zijn beloning te krijgen.
- De laatste fase van de overgangsfase is het kunnen aanraken van het varken in de specifieke delen van het lichaam en het gebruik van slechts een paar traktaties om dit te doen. Betreed de pen terwijl een tweede verzorger buiten de pen staat en een traktatie of twee aan het varken biedt. Beloon het varken voor kalm zijn en aanraken zoals beschreven en tegelijkertijd in staat zijn om alle vier de hoeven op de grond te houden (niet op het hek van de pen springen).
3. Deel twee: Beginnende clickertraining
OPMERKING: Na de overgangsfase zijn de dieren klaar om de clickertraining te starten. Het wordt aanbevolen dat de training wordt uitgevoerd in een aangewezen gebied, omdat het het varken helpt te herkennen dat een trainingssessie op het punt staat te beginnen. Meerdere korte sessies over de dag zijn beter dan één langere sessie.
- Neem één varken tegelijk mee buiten de thuisstal en naar de daarvoor bestemde trainingsruimte. Als het gebruikte gebied nieuw is voor het varken, moeten de eerste sessies zonder training en strikt verkennend zijn met een paar traktaties gedurende ongeveer 5-7 minuten verkenning per varken.
- Introduceer de clicker zittend of staand met de lekkernijen buiten het bereik van het varken. Klik wanneer het varken interesse toont en geef onmiddellijk een traktatie. Doe dit snel achter elkaar terwijl het varken interesse behoudt. Als het varken zijn interesse verliest, pauzeer dan de klik-en-traktatie totdat het varken weer contact maakt. Deze sessie mag niet langer zijn dan 10 minuten.
- Het varken zal de klik snel begrijpen, maar het is belangrijk om de associatie tussen klik en behandeling erg sterk te maken. Herhaal de stap een paar sessies achter elkaar om de koppeling tussen klikken en behandelen sterk te maken. Test of het varken de klik associeert met een traktatie door eenmaal te klikken en dit niet te volgen met een traktatie en het gedrag van het varken nauwlettend te volgen. Als het varken gretig rondkijkt en de traktatie verwacht, is de training voltooid, zo niet voer dan een paar extra sessies uit.
- Zodra de klik bekend is bij het varken, introduceert u de doelstick. Een doelstick is een stok met een gemarkeerd gebied aan de ene kant. Houd het doeleinde in de hoogte van de snuit. Op een gegeven moment zal het varken het uit nieuwsgierigheid aanraken. Klik in de seconde dat het varken het doel raakt en een traktatie geeft.
- Presenteer het doel onmiddellijk opnieuw en klik nogmaals als u het aanraakt en geef een traktatie. Ga door met de doeltraining totdat het varken begrijpt dat het wordt beloond voor het aanraken van het doel. Verplaats het doel geleidelijk verder weg, zodat het varken verder moet bewegen om bij het doel te komen.
- Wanneer het varken het doel volgt wanneer het wordt verplaatst, voegt u extra uitdagingen toe door objecten in het trainingsgebied te plaatsen, zodat het varken zich harder moet concentreren op de doelstoktaak om zijn beloningen te krijgen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Het toepassen van de overgangsfase zoals beschreven in deel één van het protocol maakt een soepele introductie van landbouwvarkens in de onderzoeksfaciliteit mogelijk. Het hebben van kalme varkens om met te werken vergemakkelijkt dagelijkse taken en maakt het mogelijk om kleine procedures en monsternemingen uit te voeren zonder anesthesie of fixatie.
Om de voortgang van varkens tijdens de overgangsfase te volgen, is een checklist (Checklist 1) ontwikkeld om aan te geven wanneer individuele varkens gedefinieerde stappen in hun overgang bereiken. De varkens zullen binnen twee weken na aankomst onderzoeksprojecten invoeren en het totale aantal dagen was de maatregel die werd gekozen om het succes van de overgang aan te tonen.
Op basis van checklist 1 is de overgangsfase van 20 varkens gevolgd om na te gaan of het mogelijk is om varkens binnen twee weken over te schakelen van landbouwhuisvarkens naar onderzoeksvarkens (figuur 4). Alle varkens voltooiden de lijst binnen 12 dagen, waaruit bleek dat de ingestelde termijn voldoende was.
Checklist 1 is aangepast op basis van de eerste ervaringen. Er is een nieuwe strenge checklist (Checklist 2) ontwikkeld. Om de overgang verder te verbeteren en te standaardiseren, was de belangrijkste herziening het verhogen van het aantal dagelijkse sessies en het beperken van de hoeveelheid tijd die per sessie werd besteed. Het vergelijken van de twee checklists toont aan dat varkens die overgingen met checklist 2 een vergelijkbare progressie hadden tijdens de eerste dagen van de overgang, terwijl de latere stappen sneller werden bereikt. Een vergelijking tussen het gebruik van checklist 1 en checklist 2 is te zien in figuur 5.
Na de voltooiing van de overgangsfase zullen de dieren basisuitkomstmaatregelen mogelijk maken, zoals het nemen van de temperatuur en inspectie van chirurgische wonden. Wanneer een varken (vrouwtje) is overgeplaatst om het staartgebied aan te raken, kan een urinemonster worden verzameld met behulp van een stomazak die rond de uitwendige geslachtsorganen maar onder de anus is geplaatst (figuur 6).
Een ander voorbeeld van een gegevensresultaat dat kan worden verzameld, is een bloedmonster. In onze faciliteit plaatsen we vaak een veneuze katheter in een oorader tijdens de operatie. Na herstel kan de katheter worden gebruikt om medicijnen toe te dienen om het aantal intramusculaire injecties te verminderen, meerdere bloedmonsters te nemen om het project te ondersteunen en de terugkeer van het varken naar de normale fysiologie te evalueren (figuur 7).
Vanaf de overgangsfase bouwt de clickertraining voort op de overgangsfase om verdere voordelen tijdens de verwerking mogelijk te maken en resultaatgegevens te verkrijgen. Door de varkens te trainen om een doelstok te volgen, kan de verzorger het varken verplaatsen, bijvoorbeeld op een weegschaal om het lichaamsgewicht te controleren (figuur 8) of in een transportkist (figuur 9) als de varkens naar een operatie of een beeldvormingsinstallatie moeten worden vervoerd. Voor één project werden de varkens getraind om stil te staan terwijl medicijnen in de ogen werden toegediend (figuur 10).
Bij het starten van de clickertraining wordt duidelijk dat elk varken uniek is en ze anders reageren op de training. Tijdens de training wordt dit erkend en worden trainingen dienovereenkomstig aangepast. Sommige varkens hebben twee of drie keer zoveel trainingssessies nodig om dezelfde taak te leren, wat problematisch kan zijn als bepaalde taken op specifieke tijdstippen moeten worden geleerd om het onderzoeksproject te ondersteunen.
| Dierlijke gegevens | Controlelijst 1 (n=20) | Bijgewerkte checklist (n=20) |
| Soort | Gedomesticeerde varken (Sus scrofa domesticus) | Gedomesticeerde varken (Sus scrofa domesticus) |
| Ras | (Deense Landrace x Yorkshire) x Duroc | (Deense Landrace x Yorkshire) x Duroc |
| Geslacht | Vrouwelijk | Vrouwelijk |
| Gewicht | 35-80 kg (gemiddeld 47,5 kg) | 40-80 kg (gemiddeld 62,5 kg) |
| Leeftijd | 10-22 weken | 10-22 weken |
Tabel 1: Basiskenmerken van de varkens die worden gebruikt om de checklists te evalueren.
Figuur 1: De checklist overgangsfase. Zoals geïllustreerd, vinden verschillende activiteiten op dezelfde dag plaats, maar met verschillende tijdsintervallen. Stap 3-5 vindt plaats tijdens het voeren, terwijl stap 1-2 en 6-7 overdag op bepaalde tijdstippen plaatsvinden. Merk op dat elke sessie moet worden uitgevoerd gedurende de tijd die bovenaan de checklist staat aangegeven, maar dat het slechts ongeveer 2 minuten duurt om per varken uit te voeren. De gearceerde vakken geven aan dat de taak niet moet worden uitgevoerd. De volledige checklist is te vinden in aanvullend dossier 1. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.
Figuur 2: Een deel van de verrijking die op de afdeling wordt gebruikt Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Afbeelding van de positie van de verzorger tijdens stap 2.2 en 2.3 van het protocol. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.
Figuur 4: Tijdlijn van de overgangsfase met checklist 1. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.
Figuur 5: Progressie van de overgangsfase. Een spreidingsplot die de voortgang van de overgangsfase weergeeft met behulp van checklist 1 ( 
) in vergelijking met checklist 2 (Ο). Elk perceel komt overeen met de observatie voor één varken. Gemiddelde en SD worden aangegeven door de foutbalken. De y-as is het aantal dagen. Op de x-as worden de stappen als volgt aangeduid: 1; Appels uit de hand. 2; Raak het varken aan tijdens het voeren. 3; Raak de achter- en staart aan tijdens het voeren. 4; Raak de achter- en staart aan tijdens het geven van traktaties. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.
Figuur 6: Urinemonsterverzameling via stomazak geplaatst rond buitenste geslachtsdelen tijdens het voeren. Het varken blijft kalm tijdens de procedure en let niet op de stomazak. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.
Figuur 7: Intraveneuze dosering tijdens het voeren na de overgangsfase. De verzorger kan dicht bij het dier zitten en zich concentreren op het correct inbrengen van het geneesmiddel. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.
Figuur 8: Op schaal stappen met behulp van doelstick. Het varken staat te popelen om de doelstok te volgen vanwege de positieve versterkingstraining. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.
Figuur 9: Volgende doelstok in transportkrat. Deze procedure is nuttig als het varken naar bijvoorbeeld een beeldvormingsinstallatie moet worden vervoerd. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.
Figuur 10: Varken getraind om zijn hoofd in een houder te plaatsen en stil te staan zodat medicijnen zonder sedatie in de ogen kunnen worden gegeven. Nadat het geneesmiddel is toegediend, rust het varken het hoofd op de houder en kan een visuele ooginspectie worden uitgevoerd. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.
Aanvullend dossier 1. Klik hier om dit bestand te downloaden. De volledige overgangsfaseprogressiecontrolelijst is kant-en-klaar. Houd er rekening mee dat een wijziging in het veld aankomstdatum van invloed is op de datums in het werkblad.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
De implementatie van een protocol dat deel één, een checklist voor de overgangsfase en deel twee omvat, een opeenvolgende clickertrainingsprogramma is een bevestigd succes. De invoering en het gebruik van een gedetailleerde checklist hebben een manier geboden om de introductie van varkens in de onderzoeksfaciliteit te verfijnen. De gestructureerde transitiefase creëert bovendien een betere basis om de varkens te trainen voordat ze worden opgenomen in onderzoeksprojecten. Het was een positieve verrassing om te merken dat de betrokkenheid van de verzorgers bij het werk toeneemt en dat de positieve emoties die de varkens ervaren, worden weerspiegeld in hun dagelijks gedrag.
De komst van nieuwe varkens en de soepele overgang naar onderzoeksvarkens zijn al lang een aandachtsgebied, maar veranderingen zijn moeilijk te introduceren. Om een overzicht te maken van het werk en de voordelen is besloten om een checklist te gebruiken om de effectiviteit van de geprioriteerd stappen te monitoren. In checklist 1 waren de stappen gebaseerd op acties die naar verwachting de meeste impact zullen hebben op de overgang. De overgang van 20 varkens werd gescoord en geëvalueerd met behulp van Checklist 1. Vervolgens werd de lijst aangepast om de ondervonden problemen te elimineren. Deze hadden meestal betrekking op misverstanden en inconsistente rapportage. Een kritische stap was de interpretatie van elke stap en welke acties de stap met zich meedeed. Daarom werd de beschrijving van elke stap uitgewerkt en werd de checklist aangepast om intuïtiever te zijn. Een stap werd verwijderd om het onderscheid tussen succes en falen bij het aanraken van het varken te vereenvoudigen. Om duidelijk te maken of de stap is uitgevoerd of niet, is een selectievakje toegevoegd om aan te geven of de stap is uitgevoerd ( 
) naast een vak waarin staat of het varken de actie heeft uitgevoerd (+) of heeft geweigerd de actie uit te voeren (÷). Ter ondersteuning van de wijzigingen werd extra tijd toegewezen om het gebruik van checklist 2 te trainen. Deze discussie vond plaats in groepen met als doel elke stap te bespreken en overeenstemming te bereiken over de succescriteria. Met betrekking tot de praktische uitvoering werden belangrijke kwesties aan de orde gesteld. Wanneer de varkens bijvoorbeeld gewend zijn aan de verzorgers en traktaties, kunnen ze zeer opdringerig zijn, wat intimiderend en zelfs gevaarlijk kan zijn voor de verzorgers. Als laatste wijziging werd het aantal sessies met elk varken verhoogd terwijl de tijd die aan elke sessie werd besteed, werd verminderd.
Om checklist 2 te evalueren, werden 20 varkens opgenomen. De gegevens voor stap 4 ontbreken voor drie varkens, als gevolg van miscommunicatie tussen dierenarts en verzorger en onderstrepen de noodzaak van communicatie. De dagelijks gebruikte tijd wordt geschat op hetzelfde, maar de varkens voltooien de overgangsfase in minder dagen. Het definiëren van bepaalde tijdvakken gedurende de dag waar de stappen moesten worden uitgevoerd, eiste een verandering in sommige dagelijkse routines. In combinatie met de totale tijd die nodig is om de stappen voor te bereiden en uit te voeren, is dit de grootste beperking in de implementatie geweest. De checklists bevatten elk 7 stappen, maar door de wijziging van de lijst wordt de vergelijking in figuur 3 teruggebracht tot vier vergelijkbare stappen. Het implementeren van een gedegen structuur tijdens de transitiefase creëert bewustwording en maakt van het verfijningsinitiatief een prioriteit in een drukke onderzoeksfaciliteit.
De implementatie van een gestructureerde checklist heeft een evaluatie van de variatie tussen de individuele varkens mogelijk gemaakt. Het was interessant om op te merken dat voor sommige varkens het aantal dagen totdat ze de traktatie begrepen vaak hoger was in vergelijking met het voltooien van de stappen met betrekking tot aanraken door de verzorger. Een andere interessante constatering was een nogal plotselinge verandering in de bereidheid om aangeraakt te worden. De ene sessie zou het varken zich onmiddellijk terugtrekken en bij de volgende sessie slechts een paar uur later zou het varken het mogelijk maken om lange perioden (meer dan een minuut per keer) aan te raken.
Om varkens verder voor te bereiden op onderzoeksprojecten, wordt na de transitiefase gestart met positieve versterkingstraining. Een clickertrainingsprogramma wordt aanbevolen. Het maakt het mogelijk voor verschillende verzorgers in ploegen om deel te nemen aan de training van de dieren. Het gebruik van de clicker vergemakkelijkt de verschuiving tussen verzorgers omdat het beloningssignaal hetzelfde blijft. Wanneer de clickertraining begint, wordt het duidelijk dat elk varken uniek is en anders op de training reageert. Binnen een paar sessies staan echter alle dieren te popelen om deel te nemen aan de trainingen en ten volle te genieten van de tijd die ze met de verzorger doorbrengen. Clickertraining van de varkens maakt het mogelijk om specifieke taken met betrekking tot onderzoeksprojecten uit te voeren zonder geweld te gebruiken. Het vermindert ook de variatie tussen dieren die in sommige projecten wordt gezien, bijvoorbeeld ganganalyses. Het kan ook van grote hulp zijn bij de dagelijkse taken, bijvoorbeeld wanneer het varken binnen de onderzoeksfaciliteit wordt verplaatst of wordt gewogen. Een cruciale stap in de clickertraining is het niveau van vertrouwen tussen varken en verzorger wanneer de clicker wordt geïntroduceerd. Het varken moet de verzorger vertrouwen omdat het dichtbij moet komen, maar gefocust blijven op de taak in plaats van op de verzorger. Een andere cruciale stap is de keuze van de traktatie. Het dier moet het zien als een beloning. Af en toe komen we een varken tegen dat appels niet lekker vindt en dan ruilen we de appel met bijvoorbeeld een stukje dadel of pruim. Het is belangrijk om rekening te houden met het risico van het werken met grote varkens, vooral wanneer ze enthousiast zijn in een trainingsomgeving. Ze hebben een krachtige beet en ze kunnen opspringen in een poging om traktaties op onverwachte tijdstippen te bereiken. Om deze gevaren tegen te gaan, overweeg dan om de doelstick te gebruiken om de aandacht weg te leiden van de trainer, de traktaties duidelijk buiten bereik te houden, in korte sessies te werken en niet zonder traktaties te komen te staan.
Het werken met de gerichte overgang en training van varkens heeft een toenemend enthousiasme van het verzorgerspersoneel met zich meegebracht. Onderwijs op het gebied van positieve versterkingsopleidingen is een prioriteit geweest en heeft ertoe geleid dat verzorgers een sterkere betrokkenheid bij de onderzoeksprojecten ervaren. De betrokkenheid van de verzorgers bij de praktische planning van nieuwe projecten in dialoog met de onderzoeker en het veterinair personeel stelt de verzorgers in staat om gekwalificeerde suggesties te doen over hoe opleiding de onderzoeksresultaten en het dierenwelzijn kan ondersteunen. Het verzamelen van meer gegevens van elk varken zonder schade te veroorzaken is een van de hoekstenen van de 3Rs. Wekelijkse bijeenkomsten gericht op de overgang en training hebben de focus op elk individueel varken vergroot en de zorgcultuur van de afdeling verbeterd. Het zien van de varkens wanneer ze op het punt staan een trainingssessie te beginnen, is op zichzelf de moeite waard en het gedrag suggereert meer dan dat de varkens van de sessies genieten. Houd er bij het plannen van de training van varkens voor specifieke projecten rekening mee dat de varkens in een staat van opwinding zullen komen wanneer ze vertrouwd raken met de trainingsroutines. Ideeën om dit tegen te gaan zijn onder andere; Train indien mogelijk niet waar monsters moeten worden verzameld. Dus als je van plan bent om bloedmonsters te doen in de thuispen, probeer dan de training ergens anders te doen. De varkens zullen hun dagelijkse routine kennen, dus plan om monsters te nemen op tijdspunten waar training meestal niet wordt uitgevoerd als dat mogelijk is. Wanneer de training moet zijn waar de monsters moeten worden verzameld, laat het varken het gebied elke keer een bepaald aantal minuten verkennen, voordat het begint met het trainings- of gegevensverzamelingsprotocol.
Het plaatsen van een structuur in onze transitiefase is over het algemeen een positief initiatief geweest. Een vermindering van de stress van de varkens kort na aankomst en een snelle overgang naar het hebben van varkens die genieten van het gezelschap van de verzorgers in plaats van pijn te doen over de hokken is duidelijk. We hebben een ommekeer in het personeel ervaren vanuit een oogpunt waar ze alleen extra werk zagen, tot het punt waarop ze de voordelen zien van de overgang van de varkens met behulp van de checklist. Het protocol heeft een enorm toepassingspotentieel en kan worden toegepast als een belangrijk hulpmiddel in bijna elke opstelling waarbij onderzoeksvarkens betrokken zijn. We gebruiken het nu om zowel boerderijvarkens als minipigs over te schakelen en streven ernaar om de clickertraining nog verder te implementeren in projecten met betrekking tot bijvoorbeeld cardiovasculaire wetenschap, neurowetenschappen en oogheelkunde. De algemene houding en Zorgcultuur op de afdeling is aan de orde gesteld en er is een wens en gretigheid om deze nieuwe ervaringen verder te stimuleren om onderzoek en dierenwelzijn continu samen te voegen en de 3Rs toe te passen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben geen onthullingen.
Acknowledgments
Beatrice Tscherning Olesen, Karoline Jakobsen, Tine Bjørnholt Gustafsen, Helena Céline Kjær Byriel en Kira Sonnichsen Graahede worden erkend voor hun grote inspanningen, feedback en hulp bij het ontwerpen en gebruiken van de checklist in hun dagelijkse werk. Medisch illustrator Ken Kragsfeldt wordt erkend voor zijn professionele hulp bij het illustreren van figuur 3.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Wrap, e-power, blå, 7,5cm | E-vet A/S, Ole Rømers Vej 26 A, DK-6100 Haderslev | 203165B | Adhesive wrap used to wrap around the end of a stick to make a target stick. It is an advantage that it can be changed as it will get dirty quite quickly. |
| Apples | Varius | Uknown | Used as treats |
| Klikker (Clicker) | E-vet A/S, Ole Rømers Vej 26 A, DK-6100 Haderslev | TX2289 | Clicker used in training |
References
- Burch, R. L., Russell, W. M. S. The principles of humane experimental technique. , (1959).
- The 3Rs. National Centre for the Replacement. , Available from: https://www.nc3rs.org.uk/the-3rs (2021).
- Gouveia, K., Hurst, J. L. Optimising reliability of mouse performance in behavioural testing: the major role of non-aversive handling. Scientific Reports. 7, (2017).
- Laule, G. E., Thurston, R. H., Alford, P. L., Bloomsmith, M. A. Training to reliably obtain blood and urine samples from a diabetic chimpanzee (Pan troglodytes). Zoo Biology. 15 (6), 587-591 (1996).
- Mills, D., Ledger, R. The effects of oral selegiline hydrochloride on learning and training in the dog: A psychobiological interpretation. Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry. 25 (8), 1597-1613 (2001).
- Arluke, A., Sanders, C. R. Regarding Animals. , Temple University Press. (1996).
- Leidinger, C., Herrmann, F., Thone-Reineke, C., Baumgart, N., Baumgart, J. Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice. Journal of Visualized Experiments. (121), e55415 (2017).
- Leidinger, C. S., Kaiser, N., Baumgart, N., Baumgart, J. Using Clicker Training and Social Observation to Teach Rats to Voluntarily Change Cages. Journal of Visualized Experiments. (140), e58511 (2018).
- Sorensen, D. B. Never wrestle with a pig. Lab Animal. 44 (2), 159-161 (2010).
- 2019 report on the statistics on the use of animals for scientific purposes in the Member States of the European Union in 2015-2017. , Available from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:52020DC0016&from=EN (2020).
- Louise, L. C. Target training pigs within an isolation unit (a pilot study. Animal Technology and Welfare. 17 (1), 46-47 (2018).
- Ryden, A., et al. Nursing and training of pigs used in renal transplantation studies. Laboratory Animals. , (2019).
- Smith, A. C., Swindle, M. M. Preparation of swine for the laboratory. ILAR Journal. 47 (4), 358-363 (2006).
- Swindle, M. M., Smith, A. C. Swine in the Laboratory: Surgery, Anesthesia, Imaging, and Experimental Techniques, Third Edition. , CRC Press. Ch. 1 (2016).
- Obernier, J. A., Baldwin, R. L. Establishing an appropriate period of acclimatization following transportation of laboratory animals. ILAR Journal. 47 (4), 364-369 (2006).
- Kaiser, A. R., Johnson, A. K., Ross, J. W., Selsby, J. T., Stalder, K. J. Independent Study 490A: Positive Reinforcement Training Piglets to Stand in a Container and Follow a Human. Iowa State University Animal Industry Report. 11 (1), (2014).
- Sørensen, D. B., Dragsted, N., Glerup, P. Positive reinforcement training in large experimental animals. Altex. 28, 250 (2011).
- Lawrence, A. B., Vigors, B., Sandoe, P. What Is so Positive about Positive Animal Welfare?-A Critical Review of the Literature. Animals. 9 (10), (2019).
- Jirkof, P., Rudeck, J., Lewejohann, L. Assessing Affective State in Laboratory Rodents to Promote Animal Welfare-What Is the Progress in Applied Refinement Research. Animals. 9 (12), Basel. (2019).
- Herskin, M. S., Bundgaard, C. J., Ottesen, J. L., Sørensen, D. B., Marchant-Forde, J. N. Animal-centric care and management. Sørensen, D. B., Cloutier, S., Gaskill, B. N. , CRC Press. Ch. 13 173-186 (2020).
- Network, T.T.C.o.C. What is a Culture of Care. , Available from: https://norecopa.no/more-resources/culture-of-care (2020).
- Bertelsen, T. H. in . eds Dorte Bratbo Sørensen. Animal-centric care and management. Sørensen, D. B., Cloutier, S., Gaskill, B. N. , CRC Press. Ch. 2 15-29 (2020).
- Weichbrod, R. H., Thompson, G. A., Norton, J. N. Management of Animal Care and Use Programs in Research, Education, and Testing. 2 edn. , CRC Press. (2017).
- SPF-DANARK. SPF status designations. SPF-DANARK. , (2021).
- Berset Convenor, F., et al. Federation of European Laboratory Animal Science Associations recommendations of best practices for the health management of ruminants and pigs used for scientific and educational purposes. Lab Animal. , (2020).
- Rehbinder, C., et al. FELASA recommendations for the health monitoring of breeding colonies and experimental units of cats, dogs and pigs. Report of the Federation of European Laboratory Animal Science Associations (FELASA) Working Group on Animal Health. Lab Animal. 32 (1), 1-17 (1998).
