Schon wieder trächtig: das wenig beachtete Leben von Mäusemüttern

In der Schweiz wurden 2020 mehr als 346 000 Mäuse in der Forschung eingesetzt. Hinter jedem Wurf von Labormäusen steht eine Mutter, deren eigene Gesundheit jedoch nur selten genauer untersucht wird. Christina Boyle ist Forscherin an der Universität Zürich und leitet das NFP-79-Projekt «Wie steht es eigentlich um die Gesundheit der Mäusemutter?» Dieses Projekt könnte die erste systematische Untersuchung dazu sein, wie sich die Zucht auf das Wohlbefinden der Muttertiere auswirkt.

Was genau geschieht im Körper einer weiblichen Maus, wenn sie nur wenige Stunden nach der Geburt erneut verpaart wird?

Das nennt man postpartalen Östrus. Innerhalb von 24 Stunden nach der Geburt setzt der Körper erneut Eizellen frei. Ist ein Männchen anwesend, was in Zuchtkäfigen häufig der Fall ist, kann die Maus innerhalb dieses Zeitfensters erneut befruchtet werden. Da die Trächtigkeit und die Säugezeit jeweils etwa drei Wochen dauern, verbringt sie die folgenden drei Wochen damit, einen neuen Wurf auszutragen, während sie gleichzeitig die gerade geborenen Jungtiere säugt. Schon eine Trächtigkeit allein stellt hohe Anforderungen an den Stoffwechsel, die Säugezeit noch höhere. Zusammengenommen bedeuten beide über Monate hinweg eine erhebliche körperliche Belastung für das Muttertier.

Sie bezeichnen diese Mäusemütter als «die stillen Arbeitstiere der Tierversuchsforschung». Warum wurde ihr Wohlbefinden bislang so wenig beachtet? Und wann wurde Ihnen klar, dass dies kaum untersucht worden war?

Die Zucht wird seit Jahrzehnten weitgehend auf die gleiche Weise betrieben und findet für die meisten Forschenden im Hintergrund statt, etwa auf einer anderen Etage oder ausgelagert bei einem Zuchtbetrieb. Viele Forschende kennen die Einzelheiten kaum und haben deshalb wenig Anlass, die Praxis zu hinterfragen. Die Idee, die Muttertiere zu untersuchen, entstand auf einer Tierschutzkonferenz. Dort ging es darum, wie sich Zuchtpraktiken auf die Nachkommen auswirken können. Über die Mütter wurde jedoch nicht gesprochen. Als ich nach Belegen dafür suchte, dass es den Zuchtmüttern gut geht, fand ich kaum etwas. Es gibt zahlreiche Studien, in denen Mäuse als Modelle für Schwangerschaft und Stillzeit beim Menschen dienen, aber fast keine, die das Muttertier selbst untersuchen.

Ihr Projekt untersucht Verhalten, Stoffwechsel und Ernährung der Muttertiere. Welche zentralen Indikatoren haben Sie berücksichtigt, um festzustellen, ob eine Mäusemutter an ihre Belastungsgrenze stösst?

Das war in der Tat eine der grössten Herausforderungen. Anders als bei vielen Experimenten gab es keine vorab festgelegte Checkliste zum Wohlbefinden, an der wir uns orientieren konnten. Wir mussten bei null anfangen: Wir untersuchten den Stoffwechsel und erfassten Gewichtszunahme, Fettmasse und Glukosestoffwechsel. Zudem analysierten wir die Knochengesundheit, da Trächtigkeit und Säugezeit dem Körper grosse Mengen an Mineralstoffen abverlangen. Das Knochenvolumen sank nach der ersten Trächtigkeit und nahm nach vier weiteren nochmals ab. Dies führte jedoch nie zu Frakturen. Schliesslich erfassten wir den Stress der Tiere non-invasiv, indem wir Stresshormonmetaboliten in ihrem Kot bestimmten.

Können Sie etwas über die Kooperationen im Rahmen des Projekts erzählen?

Für dieses Projekt waren mehrere Kooperationen besonders wichtig. Zunächst arbeiteten wir mit einer Fachkraft für Biostatistik der Abteilung Tierwohl und 3R der Universität Zürich zusammen, um den passenden statistischen Ansatz auszuwählen. Ausserdem kollaborierten wir mit einer Forschungsperson, die Corticosteronmetaboliten direkt im Kot messen konnte. Dadurch waren wir in der Lage, den Stress der Tiere über längere Zeit non-invasiv zu verfolgen, statt auf Blutproben angewiesen zu sein. Und schliesslich gingen wir auch eine direkte Partnerschaft mit kommerziellen Zuchtbetrieben ein. Dabei untersuchten wir, ob aus der Zucht genommene Muttertiere aus deren Kolonien ähnliche Merkmale aufwiesen wie die Mäusemütter in unserer explorativen Studie. Dies war weitgehend der Fall.

Wirkt sich der Zustand der Mutter auch auf ihre Jungtiere aus? Und könnten sich solche Auswirkungen über mehrere Würfe hinweg verstärken?

Einige Aspekte untersuchen wir noch, doch bislang haben wir bei den Jungtieren kaum Unterschiede festgestellt. Bei der Geburt gibt es einen leichten Grössenunterschied, den sie jedoch aufholen. Selbst Monate später sehen sie sehr ähnlich aus, unabhängig von der bisherigen Zuchtgeschichte der Mutter. Wir haben auch untersucht, wie die Jungtiere mit ihrer Mutter kommunizieren. Auch dabei gab es keine Unterschiede, ganz gleich, ob sie von einer Mutter nun beim ersten oder beim vierten Wurf geboren wurden. In den kommenden Monaten wollen wir das Knochenvolumen der Jungtiere genauer untersuchen und prüfen, ob ein Zusammenhang mit der Abnahme des Knochenvolumens besteht, die wir bei den Muttertieren nach wiederholten Trächtigkeiten beobachtet haben.

Was sollte sich nach all den Jahren der Forschung Ihrer Meinung nach in den Laboren ändern?

Ich glaube nicht, dass es einen grossen Appell braucht, sondern vor allem mehr Bewusstsein. Wer selbst Tiere züchtet, sollte auch an die Muttertiere denken und Weibchen vielleicht bereits bei ersten Anzeichen einer abnehmenden Wurfgrösse aus der Zucht nehmen, anstatt sie weiter zu verpaaren. Für strenge Richtlinien ist es noch zu früh, dafür reicht die Evidenz noch nicht aus. Als wir aber unsere Ergebnisse auf einer grossen Konferenz für Versuchstierkunde präsentierten und sahen, wie interessiert die Zuchtfachleute darauf reagierten, war das vermutlich der bislang wichtigste Effekt unserer Arbeit. Darüber hinaus verfügen wir inzwischen über einen soliden Datensatz, der als Grundlage für künftige Richtlinien dienen kann.

Könnten bessere Zuchtrichtlinien im Sinne der Reduktion auch dazu führen, dass insgesamt weniger Tiere für die Forschung eingesetzt werden?

Ja, dieser Wandel findet aus anderen Gründen bereits statt. Das Bestreben, die Zahl überzähliger Tiere zu reduzieren, verändert die Zuchtpraxis insgesamt. Bislang war die dauerhafte Verpaarung üblich: Ein Männchen und ein Weibchen bleiben langfristig zusammen. Das belastet das Weibchen zwar am stärksten, führt aber auch zu den meisten Würfen. Für Forschende war dies lange attraktiv, weil so zuverlässig etwa alle drei Wochen Versuchstiere zur Verfügung standen. Inzwischen wird jedoch immer deutlicher, dass ein Teil dieser Tiere letztlich gar nicht in Experimenten eingesetzt wird. Deshalb wird die zeitlich begrenzte Verpaarung immer üblicher: Das Männchen bleibt nur kurz beim Weibchen und wird erst später erneut hinzugesetzt. Dadurch folgen Trächtigkeit und Säugezeit nicht mehr unmittelbar aufeinander. Seitdem wir begonnen haben, unsere Ergebnisse zu präsentieren, hören wir bereits von Laboren, die die Zahl dauerhafter Zuchtpaare reduzieren.

Was hat Sie bislang am meisten daran überrascht, wie es diesen Mäusemüttern tatsächlich geht?

Zwei Ergebnisse haben mich besonders überrascht. Zum einen, wie widerstandsfähig die Tiere sind. Wir hatten mit einer gewissen körperlichen Beeinträchtigung gerechnet und konnten diese teilweise auch feststellen, insbesondere bei der Knochendichte – allerdings nie bis hin zu Knochenbrüchen. Die Stresshormonwerte stiegen jedoch nicht an. Und auch nach vier Zyklen war die Motivation der Muttertiere, sich um ihre Jungtiere zu kümmern, unverändert hoch. Die zweite Überraschung war, dass relativ viele Weibchen eine vierte Trächtigkeit nicht erfolgreich austragen konnten. Dies deutet auf einen körpereigenen Schutzmechanismus hin: Sofern die mütterlichen Energiereserven unzureichend sind, bleibt eine Konzeption aus.

Ihr Projekt endet offiziell im Oktober. Wie geht es danach weiter? Und was wünschen Sie sich für die Zukunft?

Nach Projektende werden wir weitere sechs Monate benötigen, um die Analysen abzuschliessen. In diesem Zeitraum möchten wir die Ergebnisse auch publizieren. Darüber hinaus würde mich die positive Seite der Fortpflanzung interessieren. Wir neigen dazu, Trächtigkeit und Säugezeit ausschliesslich als physiologische Herausforderungen zu betrachten. Forschungen an Nagetieren und Frauen zeigen jedoch, dass mütterliches Verhalten auch die Belohnungszentren im Gehirn aktiviert. Es wäre spannend zu untersuchen, ob die mütterliche Erfahrung selbst eine Form des «Enrichment», also der Umweltbereicherung, für diese Mäuse darstellt.