Sık Kullanılan Deney Hayvanlarının Yetiştiriciliği

Günümüzde bazı çalışmalarda deney hayvanı kullanımı mecburidir. Yeni sentezlenen veya doğal yollarla elde edilen bir molekülün ilaç olma potansiyeli araştırılacaksa doğrudan insanlar üzerinde denenmesi mümkün değildir. Bu molekülün ilaç olarak kullanılabilmesi için çeşitli araştırma aşamalarından geçmesi gerekir.

Deneylerde kullanılan sıçanlar, Amerika’da bulunan Wistar Enstitüsünde Rattus norvegicus’den köken almıştır. Bunlardan en çok kullanılanları Wistar albino, Spraque-Dawley albino, Long-Evans ırklarıdır.

Hibrit fareler, iki inbred farenin çiftleştirilmesiyle elde edilir ve genellikle strese ve hastalıklara karşı daha dayanıklıdır. Transgenik fareler, kendi genomlarına eklenmiş yabancı bir DNA parçası taşıyan farelerdir. Knockout fareler ise belirli bir genin işlevsiz hâle getirilmesiyle oluşturulur ve bu yöntemle genin vücut üzerindeki etkileri araştırılır.

Sıçanların ve farelerin vücudu kıllarla kaplıdır. Ayak tabanları, kuyruk, kulak ve burun uçları kısmen tüylerle kaplıdır. Ter bezleri bulunmadığı için vücutlarının bu tüysüz kısımları ile ısı dengesini düzenleyebilirler. Kuyrukları oldukça uzundur ve dengeyi sağlamakta kullanırlar. Bıyıkları sayesinde yüzeyleri hissedebilir ve hava hareketlerini algılayabilirler.

Fare ve Sıçan yetiştiriciliği yapan ya da bu alanda çalışan bilim insanlarının çalıştıkları deney hayvanlarının genel özellikleri ile birlikte anatomik ve fizyolojik özelliklerini de bilmesi gerekir. Her ne kadar fare ve sıçan türleri genetik, fizyolojik ve anatomik yönlerden insanlara oldukça benzeseler de hem birbirleri arasında hem de insanlarla farklı anatomik ve fizyolojik özelliklere sahip olabilmektedirler.

Sıçanların ve farelerin sindirim sistemi ağızdan başlayıp anüsle sonlanır ve yapısal olarak çoğunlukla benzerdir. Her yarım çenede bir kemirici ve üç öğütücü diş bulunur; aralarındaki boşluğa diastem denir. Tat tomurcukları insana göre azdır. Epiglottis, besinlerin nefes borusuna kaçmasını engeller. Mide fundus ve pilorik olmak üzere iki bölümden oluşur; sıçanlar yemek borusu ile mide arasındaki anatomik yapı nedeniyle kusamaz. İnce bağırsak duedonum, jejunum ve ileumdan oluşur; sindirim burada devam eder. Kalın bağırsak çekum, kolon ve rektumdan oluşur; çekum kemirgenlerde uzundur. Farelerde apandisit bulunmazken, sıçanlarda çekum ucunda apandisit yer alır. Karaciğer dört lobdan oluşur ve safra salgılar. Sıçanlarda safra kesesi bulunmaz; safra, farelere göre daha yoğundur.

Farelerde boyun ve kafa bölgesinden gelen kan, sağ ve sol kranial vena kava olarak ikiye ayrılarak kalbe ulaşırken, insanlarda bu bölgeden gelen kan superior vena kava yoluyla tek damar halinde gelir. Ayrıca farelerde pulmoner venler sol kulakçığın arkasında birleşerek tek bir damar olarak sol kulakçığa girerken, insanlarda dört ayrı pulmoner ven oksijence zengin kanı doğrudan sol kulakçığa taşır.

Dişi sıçanlarda çiftleşme olup olmadığını anlamak için vajinal tıkaç varlığına bakılır; vajinal tıkaç oluşmuşsa bu %80 oranında gebelik ihtimalini gösterir. Ancak tıkacın belirlenmesi zor olduğu için vajinal sürüntü alınarak sperm varlığı mikroskopta incelenir. Çiftleşmeden yaklaşık 12 saat sonra sürüntüde sperm görülebilir.

Farelerde gebelik süresi 19-21 gün olup bir doğumda 6-12 yavru doğurabilirler; sıçanlarda ise gebelik süresi 21-23 gündür ve genellikle 8-15 yavru dünyaya getirirler. Yeni doğan sıçan yavruları yaklaşık 5 gramdır, gözleri kapalı, tüysüz ve bakıma muhtaçtır. Sıçanların üretiminde monogam (1 dişi, 1 erkek) ve poligam (1 erkek, 2-6 dişi) sistemler kullanılırken; farelerde bu sistemlere ek olarak inbred, transgenik ve knockout gibi özel fare ırklarının üretimini sağlayan özel üretim teknikleri de uygulanır.

Makroçevre, hayvan kafeslerinin bulunduğu oda; mikroçevre ise hayvanın doğrudan içinde bulunduğu kafestir. Makroçevredeki olumsuzluklar mikroçevreyi de etkiler. Hayvanların sağlıklı yaşayabilmesi için temiz, güvenli, iyi havalandırılan, yeterli su ve besin içeren bir ortam gereklidir. Kafesler paslanmaz çelik ızgaralı, kilitli, kimyasallara ve yıkamaya dayanıklı olmalı; hayvanlarca kemirilemeyen malzemeden yapılmalı ve tercihen otoklavlanabilir olmalıdır. Konvansiyonel, filtreli (IVC) ve metabolik kafes gibi farklı kafes türleri bulunur. Filtreli kafesler kontaminasyonu ve amonyak geçişini önlerken, metabolik kafesler sıçanların metabolik faaliyetlerini ölçmek için kullanılır.

Fare ve sıçanlar, insanlara göre daha iyi işitme yetisine sahiptir ve seslere karşı daha duyarlıdır. Sosyal ilişkilerini kur yapma, yavru bakımı ve kavga gibi durumlarda çıkardıkları seslerle yönetirler. Yüksek ses, bu sosyal davranışları olumsuz etkileyebilir, üreme oranını düşürebilir ve adrenal bez ağırlığını artırabilir. Sıçanlar 500 Hz ile 60-80 kHz aralığındaki sesleri duyabilir; bu nedenle ses düzeyi 85 dB’i geçmemelidir. Hayvanların yetiştirildiği ve deneylerin yapıldığı odalar yüksek sesten uzak olmalıdır.

Deney hayvanlarının su ve besinlerine her an erişebilmesi (ad libitum) sağlanmalıdır. Enerji ihtiyaçları, hayvanın yaşam evresi, cinsiyeti, genetiği, çevre sıcaklığı ve aktivite düzeyine göre değişir. Laktasyon, büyüme gibi dönemlerde protein ihtiyacı artar. Aşırı protein böbrek hastalıklarına neden olabilir. Diyet, yeterli protein, aminoasit, karbonhidrat (nişasta, glikoz, lif), lipid, vitamin ve mineral içermelidir. Fruktoz ve sukroz gibi şekerlerin diyette bulunması önerilmez, çünkü karaciğerde yağ ve glikojen birikimine yol açabilir. Lipidler enerji kaynağıdır ve yağda çözünen vitaminlerin emilimini destekler. Koprofaji yoluyla bazı vitaminlerin tekrar alımı sağlanır. Özellikle kalsiyum/fosfat oranı dengeli olmalı; fazlası böbrek büyümesine ve nefrokalsinoza yol açabilir. Uygun beslenme büyüme ve üreme performansını olumlu etkiler.

Deney hayvanlarının sağlığı, üremesi ve yaşamının sürdürülebilmesi için hem mikroçevrenin hem de makroçevrenin hijyenik olması gerekir. Kafeslerin temizlenme sıklığı; hayvan sayısı, deney konusu, altlık malzemesi ve kafes boyutuna göre belirlenir. Özellikle diyabet çalışmaları gibi fazla idrar oluşan durumlarda altlık daha sık değiştirilmelidir. Ancak yeni doğum yapmış hayvanlarda aşırı temizlik stresi artırarak kannibalizme yol açabilir. Kafesler uygun deterjanla temizlenmeli, iyi durulanmalı ve otoklavlanmalıdır. Odalar her gün temizlenmeli, temizlik öncesi hayvanlar çıkarılmalı ve görevli kişiler uygun iş kıyafeti giymelidir. Ayrıca böcekler ve yabani fareler gibi zararlılara karşı düzenli tuzaklar kurulmalı ve kontrol edilmelidir.

Deney hayvanlarının doğum tarihi, cinsiyeti, ırkı ve sağlık durumu düzenli olarak izlenmeli ve hem kayıt kartlarına hem de bilgisayara kaydedilmelidir. Kimliklendirme için kısa süreli işaretlemelerde kuyruk boyama gibi yöntemler, uzun süreli çalışmalar için ise dövme, kulak çentiği, küpe veya deri altı çipler kullanılabilir. Başka bir tesise taşınacak hayvanlar, veteriner onaylı kayıt belgelerine sahip olmalı ve hayvanların hareketlerini kısıtlamayacak boyutta taşıma kutularında, yeterli altlık malzemesiyle birlikte, uygun sayıda taşınmalıdır. Taşıma sırasında kutuların ısı dengesine, dayanıklılığına ve hayvanların zarar görmemesi için içeriğinde keskin veya zararlı materyal bulunmamasına dikkat edilmelidir.

Laboratuvar ortamında üretilen deney hayvanları doğal ırklarına göre daha uysaldır ve tutulmaya alışkındır. Deney hayvanını tutacak kişi sakin olmalı, ani hareketlerden kaçınmalıdır. Hayvanın kişiyi fark etmesi için eldivenli el yavaşça kafese sokulmalıdır. Kısa süreli taşımalarda kuyruk dip kısmından tutulabilir; bu yöntem tartım veya cinsiyet belirleme gibi işlemlerde kullanılabilir. Ancak kuyruk uç kısmından uzun süre tutmak ya da sallamak hayvana zarar verebilir. Yenidoğanların kuyrukları hassas olduğundan kuyruklarından tutulmamalıdır.

İntraperitoneal enjeksiyon, maddenin sindirim sisteminde değişikliğe uğramasını engellemek ve hızlı emilim sağlamak amacıyla karın boşluğuna yapılır. Sıklıkla kullanılan bu uygulamada madde peritona enjekte edilir ve portal dolaşımla emilip karaciğerde değişikliğe uğradıktan sonra genel dolaşıma katılır. Enjeksiyon yapılırken hayvanın sol alt kısmı tercih edilmeli, bağırsaklara ve çekuma zarar vermemeye özen gösterilmelidir. Enjektörün ucunun iç organlara zarar vermemesi için deri nazikçe kaldırılarak işlem yapılmalı ve kısa iğneli enjektörler kullanılmalıdır.

Gavaj, deney hayvanına sıvı ilaç, diyet gibi maddelerin istenilen dozda doğrudan mideye verilmesini sağlayan bir yöntemdir. Bu yöntem, enjektöre takılı plastik bir kateter ya da ucu balon şeklinde metal enjektörler ile uygulanabilir. Diyet veya ilaçların su ya da yemle yeterli miktarda alınamaması durumunda tercih edilir. Gavaj işlemi iki kişiyle ya da tek başına yapılabilir. Tek kişi uygulama yaparken hayvanın sırtından tutup kulak arkasını gerdirerek sabitlemelidir.

Subkutan enjeksiyon, sıvıların deri altına verilmesiyle yapılan bir enjeksiyon yöntemidir ve sıvıların yavaş emilmesini sağlar. Emilim hızı, intramüsküler enjeksiyondan daha yavaş, intragastrik enjeksiyondan ise daha hızlıdır. Genellikle boyun bölgesindeki gevşek deri kaldırılarak, enjektör hayvana paralel şekilde yerleştirilerek uygulanır. Bu enjeksiyon rotası kimyasallara ve fizyolojik olmayan pH’a karşı hassas olduğundan, intravenöz veya intramüsküler yolla verilen maddeler subkutan yolla verilecekse önceden seyreltilmelidir.

İntravenöz enjeksiyon için en sık tercih edilen bölge yan kuyruk venidir. Bu damar çok ince olduğu için uygulama tecrübe gerektirir ve ince uçlu enjektör iğnesi kullanılmalıdır. Hayvan anestezi altında değilse, hareketlerini sınırlayan bir aparatla sabitlenmelidir. Enjektör iğnesi, deriye paralel olacak şekilde 1-2 mm derinliğe batırılmalıdır. Genç sıçanlarda bu işlem daha kolaydır, çünkü yaşlı sıçanların kuyrukları sertleşmiş ve pullarla kaplanmıştır. Venin görünürlüğünü ve genişlemesini artırmak için kuyruk ısıtılabilir.

İntramüsküler enjeksiyon, baldır kasının arka ya da üst kısmına yapılır. Enjektör iğnesi doğrudan kas içine batırılarak uygulanır. Enjeksiyon sırasında kas parmaklarla hissedilerek sabitlenmelidir. Enjektörün bir kan damarına denk gelip gelmediğini anlamak için hafifçe geriye çekilerek kontrol yapılır; eğer kan gelirse enjektörün yeri değiştirilmelidir.