Esimerkkejä eläinkokeista 

Viime vuosina Suomessa myönnettyjen eläinkoelupien määrä vuodessa on vaihdellut välillä 118–212. Siitä, mitä luvat sisältävät eli mitä koe-eläimille Suomessa tehdään, on huomattavan haastavaa saada tietoa. EU velvoittaa jäsenmaat julkaisemaan jokaisesta myönnetystä eläinkoeluvasta yleistajuisen tiivistelmän, mutta tiivistelmät ovat pintapuolisia eikä niistä pysty saamaan kuvaa siitä, mitä eläimille kokeiden aikana todella tapahtuu. 

Eläinkoeluvat ovat kuitenkin viranomaispäätöksiä, jotka voi erillisellä pyynnöllä saada nähtäviksi. Luvista piilotetaan tutkijoita koskevat tiedot sekä joskus myös muita salaisiksi katsottavia yksityiskohtia. Tätä raporttia varten pyydettiin muutamien eläinkokeiden luvat luettaviksi.  

Seuraavaksi pyrimme avaamaan esimerkinomaisesti sitä, mitä eläimille eläinkokeen aikana voi tapahtua. Tavoitteemme on siten saada lisättyä tietoa siitä, mikä on koe-eläinlaitoksissa elävien eläinten arkipäivää Suomessa. 

Sinikettujen ruokinnan säätäminen erillisissä pienissä häkeissä 

• Käytettävät eläinlajit ja määrät: sinikettu, 192 yksilöä. 
• Hankkeen tarkoitus: perustutkimus. 
• Hankkeen tavoitteet: Kokeessa selvitetään turkistarhoilla eläville siniketuille tärkeimpien aminohappojen raja-arvot turkistuotannon tehostamisen takia. 
• Haitat eläimille: Kokeen aikana ketut elävät yksin pienissä häkeissä. Kokeen jälkeen eläimet siirretään kasvamaan turkistuotantoon. 
• Vakavuusluokka: kohtalainen. 
• Takautuva arviointi: ei. 
• Kokeen kesto: 6 päivää kerrallaan. 

Kokeessa selvitetään turkistarhoilla eläville siniketuille tärkeimpien aminohappojen raja-arvot turkistuotannon tehostamiseksi. Tämä tehdään turkiseläinten optimaalisen kasvun ja turkinkehityksen vuoksi. Lisäksi tavoitteena on vähentää ylimääräisten valkuaisrehujen käytöstä ympäristöön vapautuvia typpipäästöjä. Tutkimus tehdään keräämällä kettujen virtsa ja uloste kokeen ajalta. 

Kokeen toteuttaminen ja toimenpiteet 

Nämä sulavuus- ja typpitasekokeet tehdään turkiseläinasetuksen vaatimia kasvatusolosuhteita pienemmissä häkeissä, jonka vuoksi kyseessä on eläinkoe. Kokeen ajaksi ketut sijoitetaan yksittäin häkkeihin, joiden korkeus on 61 cm, pituus 108 cm ja leveys 61 cm.  

Tässä kokeessa eläimille tehtävät toimenpiteet ja käsittely ovat vastaavia kuin turkistarhauksessa yleensäkin, eli ketut siirretään, punnitaan ja ruokitaan. 

Kokeet kestävät kerrallaan 6 päivää, minkä jälkeen eläimet siirretään takaisin tavanomaisiin kasvatushäkkeihin turkistuotantoon. 

Sydäninfarktin aiheuttaminen rotille 

• Käytettävät eläinlajit ja määrät: rotta, 500 yksilöä. 
• Hankkeen tarkoitus: perustutkimus, translaatio- tai soveltava tutkimus. 
• Hankkeen tavoitteet: Hankkeen tavoitteena on kehittää uusia kuvantamismenetelmiä ja merkkiaineita sydänlihasvaurion paranemisen ja sydänlihaksen uudelleenmuovautumisen solutason mekanismien mittaamiseen. 
• Haitat eläimille: Rotille aiheutuu haittaa sepelvaltimon haaran sulkemisesta ja sitä seuraavasta sydämen vajaatoiminnasta. Haittaa aiheutuu myös kuvantamisista ja verinäytteiden otosta sekä mahdollisesta lääkehoidosta. 
• Vakavuusluokka: vakava. 
• Takautuva arviointi: kyllä. 
• Kokeen kesto: 12 viikkoa. 

Kokeessa aiheutetaan rotille keinotekoisesti sydäninfarkti. Infarkti aiheutetaan eläimille kirurgisesti eli rotta nukutetaan ja kipulääkitään ja sen rintakehä viilletään sen jälkeen auki. Rotan vasemman sepelvaltimon haara tukitaan infarktin aikaansaamiseksi. Tukkiminen tehdään osalla rotista pysyvästi, eli sepelvaltimo sidotaan kiinni kokonaan. Osalla rotista sepelvaltimo sidotaan 8–20 minuutiksi, jonka jälkeen sidos poistetaan. Tämän jälkeen haava ommellaan kiinni. 

Leikkaus on riskialtis ja aiheuttaa noin 30 prosentin kuolleisuutta leikkausta seuraavan vuorokauden aikana. Tällöin rotat kuolevat leikkauskomplikaatioihin tai sydänpysähdykseen. Koska leikkauksen aiheuttama kipu ja muut haitat sekä kuolleisuus ovat suuria, seurataan eläimiä tehostetusti kolmen vuorokauden ajan leikkauksen jälkeen ja niille annetaan kipulääkitystä pistoksina. Kipulääkitys ei aina toimi halutulla tavalla eikä se poista eläimen yleistä huonovointisuutta. 

Kun rotta on toipunut leikkauksesta, alkavat muut tutkimukset. Tämän kokeen aikana rotta voidaan kuvantaa yhdeksän kertaa. Kuvantaminen tarkoittaa esimerkiksi magneettikuvien ottamista tai ultraäänitutkimuksen tekemistä. Koska eläin ei osaa pysyä aloillaan pelottavaksi koetun kuvantamisen aikana, jokaiseen kuvantamiseen kuuluu rotan nukuttaminen. Osassa kuvantamisia rotan verenkiertoon pistetään merkkiaineita. Ennen merkkiaineiden pistämistä rottaa voidaan pitää korkeintaan kuusi tuntia ilman ruokaa.  

Jos kuvantamisen aikana halutaan seurata rotan sydänkäyrää, asetetaan sen rintakehän ihon alle neulaelektrodit. Yhden vuorokauden aikana rotalle voidaan tehdä kaksi eri kuvantamista. Eläimet kokevat toistuvat nukutukset usein hämmentävinä ja pelottavina, ja ne voivat toipumisvaiheessa aiheuttaa huonovointisuutta ja rasittaa elimistöä. 

Kokonaisuudessaan koe voi kestää kolme kuukautta. Edellä mainittujen toimenpiteiden lisäksi osa rotista saa kokeen aikana tutkittavana olevia lääkeaineita. Lääkkeet voidaan annostella rotalle pistoksina suonensisäisesti, vatsakalvon alle, ihon alle tai suun kautta vatsaan ohuen putken avulla. Jokainen pistos aiheuttaa eläimelle kipua, joka vaihtelee pistoskohdasta ja pistosten määrästä riippuen. 

Vaihtoehtoisesti lääkkeiden annosteluun voidaan käyttää niin sanottua minipumppua, joka asennetaan rotan ihon alle leikkauksessa. Pumppu vapauttaa lääkeainetta 2–6 viikon ajan ja se voidaan vaihtaa uuteen samalle eläimelle korkeintaan neljä kertaa. Laitteen uusimiseksi on tehtävä aina uusi leikkaus. Pumppu voidaan asentaa jo ennen infarktin aiheuttamista tai sen jälkeen. 

Lisäksi jokaisesta rotasta voidaan ottaa verinäytteitä 1–6 kertaa vuorokaudessa koko kokeen ajan. Verinäytteet aiheuttavat kipua yhtä lailla kuin pistoksetkin, mikäli eläin on niiden aikaan hereillä. Rotat lopetetaan viimeistään 12 viikkoa sydäninfarktin aiheuttamisen jälkeen. 

Koska koe sisälsi vakavaa kipua tai kärsimystä aiheuttavia toimenpiteitä, oli siitä suoritettava takautuva arviointi. Arvioinnissa tuli kiinnittää erityistä huomiota kuolleisuuteen, joka hakemusta tehtäessä oli arvioitu noin 30 prosentiksi. Kokeen aikana rottien kuolleisuus nousi kuitenkin 48 prosenttiin. Tutkijat pitävät tätä kuitenkin ”normaalina”, sillä kirjallisuuden perusteella kuolleisuus tässä leikkauksessa vaihtelee 30–60 prosentin välillä. Suurin osa rotista kuoli leikkauksen aikana ja noin kolmasosa vuorokauden sisällä leikkauksen päättymisestä. 

Ahdistuksen ja stressin aiheuttaminen hiirille 

• Käytettävät eläinlajit ja eläinmäärät: hiiri, 2400 yksilöä. 
• Hankkeen tarkoitus: perustutkimus. 
• Hankkeen tavoitteet: Tutkimuksen tavoitteena on ymmärtää ihmisten ahdistuneisuutta sääteleviä geenejä ja hermoratoja. Tiedon avulla pyritään kehittämään uusia, henkilökohtaistettuja hoitomuotoja ahdistuneisuushäiriöiden hoitoon. 
• Haitat eläimille: Hiirille aiheutuu haittaa eli kipua kirurgiasta, tutkittavien aineiden annostelusta sekä stressimallien ja käyttäytymiskokeiden tekemisestä. Eläimet lopetetaan kokeen päätyttyä. 
• Vakavuusluokka: kohtalainen. 
• Takautuva arviointi: ei. 
• Kokeen kesto: Riippuu kokeen osasta. Esimerkiksi isolaatiokokeen kokonaiskesto käyttäytymiskokeineen on maksimissaan 10 viikkoa. Sosiaalisen lannistamisen kokeen kesto on 10 peräkkäistä päivää. 

Kokeessa jokainen yksittäinen hiiri altistetaan korkeintaan yhdelle kirurgiselle toimenpiteelle eli leikkaukselle, kuten esimerkiksi aivojen ohjauskanyylin asentamiselle tai elektrodin sijoittamiselle. Kun tutkitaan tietyn geenin tai hermoradan toimintaa, eläimille asennetaan aluksi kirurgisesti ohjauskanyyli tai minipumppu lääkeaineen tai viruksen antoa varten. Hiirten unta tai hermoston aktiivisuutta seuraavissa kokeissa asennetaan leikkauksessa EEG-lähetin, miniskooppi tai elektrodi. Kipulääkitystä annetaan leikkauksen jälkeen 2–3 päivää. Eläimen annetaan toipua leikkauksesta muutaman päivän tai viikon ajan ennen kokeen etenemistä.  

Leikkauksen jälkeen hiiri altistetaan enintään kahdelle erilaiselle stressimallille, jotka voivat olla esimerkiksi lyhytaikainen tai pitkäaikainen stressi, ja korkeintaan kymmenelle erilaiselle käyttäytymiskokeelle, joilla pyritään tutkimaan ahdistuneisuuden ilmenemistä ja sen vaikutuksia käyttäytymiseen. Kokeet tehdään usean testin patterina, ja testien lukumäärään vaikuttaa niiden kuormittavuus ja mittausten tarve. Sama koe toistetaan enintään kahdesti. Eläinten annetaan toipua 2–7 vuorokautta eri testien välillä riippuen testin kuormittavuudesta. 

Esimerkkejä kokeissa tehtävistä stressimalleista 

Esimerkin eläinkokeessa käytetään varhaiskehityksen aikaista stressiä, sosiaalista stressiä ja lannistusta sekä sosiaalista isolaatiota kroonisina stressimalleina. Lisäksi käytetään kolmea lyhyempikestoista stressin aiheuttamistapaa: fyysistä kahlehdintaa eli liikkumisen estämistä, kylmässä pitämistä ja endotoksiinin eli tulehdusta aiheuttavan bakteerin hajoamistuotteen aikaansaamaa sairauden tuntua.  

Varhaiskehityksen stressi ja emon hoiva 

Stressiryhmän eläimet siirretään häkkeihin, joiden pohjalle on asetettu alumiininen verkkopohja. Häkkiin laitetaan puruja vain sen verran, että häkin pohja, mutta ei verkkopohja, juuri peittyy, kuitenkin siten, että eläimen jalka saa tukea puruista. Pesämateriaaliksi annetaan ainoastaan puolikas normaalista määrästä pesänrakennusmateriaalista. Nämä häkkiolosuhteet estävät emoa rakentamasta hyvää pesää ja johtavat emon stressikäyttäytymiseen. Hiirten poikaset syntyvät karvattomina ja tarvitsevat pesän suojaa pysyäkseen suojassa ja lämpiminä. Hiiriemo osaa vaistomaisesti rakentaa pesän, mutta se stressaantuu, kun rakentaminen estetään. Koe tehdään, kun poikaset ovat 2–10 vuorokautta vanhoja. Poikaset vierotetaan 21 päivän ikäisinä. Myöhemmin stressiryhmän poikasilla esiintyy lisääntynyttä ahdistuneisuuskäyttäytymistä sekä muistitoimintojen häiriintymistä. 

Sosiaalinen isolaatio 

Tämä malli simuloi sosiaalista ahdistuneisuushäiriötä altistamalla sosiaaliset hiiret pitkäaikaiseen sosiaaliseen eristykseen. Sosiaalisen lannistamisen aikana hiiret asuvat häkeissä, jotka on jaettu rei’itetyllä muovilevyllä kahtia, yksi hiiri häkin kussakin osassa. Tämä vaikuttaa hiirten ahdistuneisuuskäyttäytymiseen ja sosiaaliseen vuorovaikutukseen. Sosiaalisen eristyksen aikana hiiret ovat yksittäishäkeissä maksimissaan neljän viikon ajan, ja koko kokeen kokonaiskesto eristyksen jälkeisine käyttäytymiskokeineen on maksimissaan 10 viikkoa. 

Fyysinen kahlehdinta 

Tässä mallissa hiirten liikkumista rajoitetaan ahtaassa tilassa tietyn ajanjakson ajan, mikä voi aiheuttaa psykologista stressiä ja vaikuttaa niiden käyttäytymiseen. Hiiret laitetaan 50 millilitran kartioputkeen, jonka sisähalkaisija on 3,8 cm. Hiiriä pidetään putkessa kaksi tuntia päivässä maksimissaan 10 päivänä, jonka jälkeen niiden ahdistuneisuutta testataan käyttäytymiskokeilla. 

Esimerkkejä käyttäytymiskokeista 

Esimerkkejä kokeista ovat kuumalevy- ja hajutestit aistitoimintojen arvioimiseksi, avokenttä- ja korotettu ristikko -testit emotionaalisten pelkotilojen tutkimiseksi, Porsoltin uinti- ja hännästä kannattelutestit ahdistuneisuuden mittaamiseksi sekä unen mittaaminen ja sen muokkaaminen unenpirstalointilaitteistolla.  Lisäksi kokeisiin sisältyy verinäytteenotto ja sosiaalisen käyttäytymisen testit, kuten kohtaaminen putkessa ja asukas-tulokas-testi. 

Kuumalevytesti 

Hiiri asetetaan seisomaan kuumalle levylle, jonka lämpötila on 52–55 °C. Hiiri poistetaan levyltä heti, kun se alkaa ravistella tai nuolla takajalkaansa tai kunnes 60 sekuntia on kulunut.  

Porsoltin uintitesti 

Kokeessa eläin ui kuuden minuutin ajan sylinterissä huoneenlämpöisessä vedessä, jossa se ei yletä pohjaan tai pääse pois, ja kellunta-aika rekisteröidään. Testin jälkeen eläimet kuivataan kevyesti ja palautetaan häkkiin. Jäähtyminen stressaa jonkin verran eläintä, joten tämä testi tehdään yleensä koesarjan viimeisenä.  

Hännästä kannattelu -koe 

Eläin kiinnitetään hännästä pää alaspäin 6 minuutin ajaksi. Hännästä roikottaminen tuntuu hiirestä epämiellyttävältä ja voi myös sattua sitä. Liikkumattomuusaika mitataan. 

Unen pirstalointi  

Unen pirstalointi tarkoittaa sitä, että hiiren häkin lattian poikki kulkee säädettävissä olevin väliajoin ohut metalliputki, joka joko hetkeksi havahduttaa nukkuvat eläimet, tai muuttaa univaihetta. Unta tutkitaan myös valvottamalla hiiriä esimerkiksi lisäämällä häkkiin tutkittavia esineitä. Unen puutteen tiedetään aiheuttavan ihmisillä terveysriskejä. 

MS-taudin aiheuttaminen hiirille 

• Käytettävät eläinlajit ja määrät: hiiri, 2500 yksilöä. 
• Hankkeen tarkoitus: perustutkimus, translaatio- tai soveltava tutkimus. 
• Hankkeen tavoitteet: Hankkeessa selvitetään veri- ja imusuoniston roolia MS-taudin kehittymisessä. 
• Haitat eläimille: Hiirille aiheutuu haittaa tutkittavien aineiden annosteluista, joista osa tapahtuu aivo-selkäydintilaan. EAE-mallissa hiiret menettävät osittain takaraajojensa liikuntakyvyn. 
• Vakavuusluokka: vakava. 
• Takautuva arviointi: kyllä. 
• Kokeen kesto: noin kaksi kuukautta. 

Kokeessa käytetään geenimuunneltuja hiirilinjoja. Osalla käytetyistä hiirikannoista geenimuuntelu aiheuttaa haittaa eli imusuonten toimintavajausta, mikä aiheuttaa raajaturvotusta. Kokeessa käytetyt hiiret voivat olla vastasyntyneitä tai hieman vanhempia poikasia tai aikuisia. 

Koe alkaa tamoksifeenipistoksilla. Tamoksifeeni on antiestrogeeni, joka estää estrogeeniä toimimasta. Pistokset tehdään hiiren vatsaan, ja nämä hiiret voivat olla poikasia, aikuisia tai kantavia emoja. Pistos annetaan yhdestä viiteen kertaan peräkkäisinä päivinä. Pistäminen aiheuttaa kipua ja useat pistokset pahentavat eläimen kipukokemusta. 

Vaihtoehtoisesti hiiriin voidaan pistää geeninsiirtovektoria, joka kuljettaa siirrettävän geenin haluttuun isäntäsoluun. Pistos voidaan tehdä vatsaan, ihon alle tai häntälaskimoon. 

Vaihtoehtona on myös pistos suoraan aivoihin. Hiiri nukutetaan ja sen päänahka puudutetaan. Päänahka viilletään auki. Hiiri kiinnitetään paikoilleen ja kalloa porataan sen verran, että neula on mahdollista pistää kallosta läpi. Neulaa pidetään paikoillaan korkeintaan viisi minuuttia. Hiiret saavat kipulääkitystä kaksi vuorokautta toimenpiteen jälkeen. Injektio voidaan aivojen sijaan tehdä myös niskan alueelle tai selkäytimeen vastaavassa leikkauksessa. 

Jos injektio tehdään alle viiden vuorokauden ikäisille poikasille ja toimenpide kestää alle 15 minuuttia, tehdään se hypotermiassa eli poikaset laitetaan kylmennetylle metallilevylle, joka laskee niiden ruumiin lämpötilaa. Hypotermian käyttöä on kyseenalaistettu, koska se voi aiheuttaa eläimille kärsimystä ja myös pienten poikasten on todettu kestävän tavanomaista nukutusta. Yli viiden päivän ikäiset poikaset nukutetaan ja niille annetaan kipulääkitys. Injektiotavat ovat samat kuin aikuisilla hiirillä, mutta kalloa ja ihoa pyritään olemaan avaamatta. 

Aikaisintaan 10 päivän kuluttua edellä mainituista injektioista hiirille aiheutetaan niin sanottu EAE-malli. Se aiheuttaa myeliinia tuhoavan tulehdusreaktion, joka johtaa hiirten osittaiseen halvaantumiseen. Myeliini on hermostossa esiintyvä rasva-aine, jonka puutosta esiintyy MS-taudissa. Mallissa hiirille injektoidaan ihon alle kahteen kohtaan myeliiniä tuhoavaa antigeeniä. Kahden tunnin kuluttua injektointi toistetaan, jolloin hiirtä pistetään vatsaonteloon. Jälkimmäinen injektio toistetaan vielä 22–26 tunnin kuluttua.  

Kokeen aikana hiiriin pistetään myös tutkittavia proteiineja ja lääkeaineita, joita voidaan pistää yhteen eläimeen korkeintaan 56 kertaa. Lisäksi hiiristä otetaan verinäytteitä. Jokainen pistos aiheuttaa eläimille vähintään jonkinasteista kipua, ja kipukokemus kasvaa pistosmäärien mukana. 

Ensimmäiset halvaukseen viittaavat oireet ilmenevät hiirillä 9–14 päivän kuluttua ensimmäisestä injektiosta. Halvauksen annetaan edetä tasolle, jossa havaitaan molempien takajalkojen halvaantuminen. Hiiri pääsee siis liikkumaan enää etujalkojensa avulla itseään raahaamalla. Lisäksi eläimet voivat menettää osan karvoituksestaan ja tulehduksia voi myös ilmetä pistosalueilla.  

Eläinten hyvinvointia mainitaan parannettavan esimerkiksi pehmeällä ruualla, pidennetyillä juomapullojen kärjillä sekä hiirten puhdistamisella ulosteista. Hiiret lopetetaan viimeistään 28 päivän tarkkailun jälkeen oireiden ilmaantumisesta eli ensimmäisistä halvausoireista. Kokonaisuudessa hiirten immunisaatiosta eli kokeen halvaukseen johtavan vaiheen aloituksesta hiirten lopetukseen voi kulua 42 vuorokautta. 

Normaalisti aktiivisesti liikkuvalle saaliseläimelle eli hiirelle halvaantumisen voi olettaa aiheuttavan stressiä. Liikuntakyvyn menettäminen estää myös eläimen lajityypillisten käyttäytymistarpeiden toteuttamista: eläin ei pysty enää kiipeilemään, nousemaan takajaloilleen, tutkimaan ympäristöään tai pakenemaan pelottavia asioita.  

Kuvat: Andrii Biletskyi / Envato Elements, Roger Kingbird / We Animals Media, iStock.com / NiDerLander, kuvitus: Sara Honkanen.