Evaluation of health status of swine as a laboratory animal

Swine are extensively used in biomedical research as animal models. Although ideally they are procured from specialized breeders of pathogen-free animals, animals from meat production farms may be used. The aim of the present study was to investigate the potential existence of subclinical disease of domestic pigs used for research. In order not to sacrifice additional animals, 46 pigs from two other studies in progress were investigated: Group A, n=24, aseptic minor procedures; Group B, n=22, similar procedures plus induction of ventricular fibrillation leading to cardiac arrest (CA). Microbiological cultures of blood, liver and lung tissues were executed. Overall, 60% of the samples contained pathogenic or opportunistic pathogens Protocol comparison demonstrated positive blood cultures in one animal of Group A (4.2%) and 5 of Group B (22.7%, P>0.05). Liver cultures were positive in two animals of Group A (8.3%) and 15 of Group B (68.2%, P=0.0041). Lung cultures were positive in 10 animals of Group A (41.7%) and 17 of Group B (77.3%, P>0.05). Bordetella bronchiseptica was isolated in liver (10.8%) and lung cultures (26%) overall. There was a significant difference regarding Stenotrophomonas maltophilia, isolated at a greater rate in Group B (liver P=0.00007, lung P=0.0043). This consisted an unexpected finding, leading to the assumption that Group B animals may have sustained bacterial translocation (BT) through an intestinal ischemia/reperfusion mechanism due to CA. These results not only showed the impact the use of non pathogen-free animals may have on the results in research, but also provided for the first time indication that CA may contribute to systemic infection early after successful resuscitation, by BT.Ο χοίρος αποτελεί ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα πειραματικά πρότυπα στη βιοϊατρική έρευνα. Ιδανικά γίνεται χρήση ζώων απαλλαγμένων από νοσήματα, αλλά στην πράξη αυτό δεν είναι πάντα εφικτό. Σε πολλές χώρες η έλλειψη σχετικής νομοθεσίας έχει σαν αποτέλεσμα τη χρησιμοποίηση ζώων που προέρχονται από συμβατικές εκτροφές, παραγωγής ζώων που προορίζονται για πάχυνση. Ο σκοπός της παρούσας έρευνας ήταν να διαπιστώσουμε την ύπαρξη υποκλινικών λοιμώξεων σε χοίρους που προορίζονται για παραγωγή, αλλά χρησιμοποιούνται για πειραματικούς σκοπούς και θεωρούνται αυθαίρετα υγιή. Στα πλαίσια της προσπάθειας μείωσης του αριθμού των χρησιμοποιούμενων ζώων εργαστηρίου, μελετήθηκαν χοίροι που προέρχονταν από δύο άλλα πρωτόκολλα, τα οποία λάμβαναν χώρα ταυτόχρονα στο Εργαστήριο. Σαράντα έξι ζώα συμπεριλήφθησαν στα αποτελέσματα τελικά. Το πρώτο πειραματικό πρωτόκολλο περιελάμβανε ήπιες ασηπτικές διαδικασίες και από το πρωτόκολλο αυτό μελετήθηκαν 24 ζώα (Ομάδα A, n=24). Το δεύτερο πειραματικό πρωτόκολλο επίσης περιελάμβανε αντίστοιχες διαδικασίες, αλλά επιπρόσθετα περιλαμβανόταν και επαγωγή κοιλιακής μαρμαρυγής η οποία οδηγούσε σε καρδιακή ανακοπή. Από το δεύτερο πρωτόκολλο λήφθησαν δείγματα από 22 ζώα (Ομάδα Β, n=22). Λήφθησαν με άσηπτες διαδικασίες δείγματα αίματος καθώς και ιστοτεμάχια προερχόμενα από το ήπαρ και το πνεύμονα και στη συνέχεια έγιναν μικροβιολογικές καλλιέργειες. Στο σύνολο, 60% καλλιεργειών βρέθηκαν θετικά σε παθογόνα ή ευκαιριακά παθογόνα. Συγκρίνοντας τα δύο πρωτόκολλα για τις καλλιέργειες του αίματος βρέθηκαν ένα θετικό ζώο προερχόμενο από την Ομάδα A (4.2 %) και πέντε θετικά από την Ομάδα Β ( 22.7 %, p >0.05). Για τις καλλιέργειες ήπατος θετικά βρέθηκαν 2 ζώα από την Ομάδα Α (8.3%) και 15 από την Ομάδα Β (68.2 %, P=0.0041). Τέλος στις καλλιέργειες του πνεύμονα 10 ζώα προερχόμενα από την Ομάδα Α (41.7 %) ανιχνεύτηκαν θετικά και 17 αντίστοιχα προερχόμενα από την Ομάδα Β (77.3%, p >0.05). Το βακτήριο που απομονώθηκε σε μεγαλύτερο ποσοστό ήταν η Bordetella bronchiseptica. Απομονώθηκε σε ποσοστό 10.8% στα δείγματα του ήπατος και 26% στα δείγματα του πνεύμονα. Πολύ υψηλό ποσοστό συγκέντρωσης εμφάνισε και το βακτήριο Stenotrophomonas maltophilia. Στην περίπτωση όμως αυτή παρατηρήθηκε πολύ μεγαλύτερη συγκέντρωση στους ιστούς των ζώων που προέρχονταν από την Ομάδα Β σε σχέση με τα προερχόμενα από την Ομάδα Α (ήπαρ P=0.00007, πνεύμονας P=0.0043). Αυτό το αποτέλεσμα, το οποίο ήταν μη αναμενόμενο, οδήγησε στην υπόθεση ότι ίσως στην περίπτωση του δεύτερου πειραματικού μοντέλου η πρόκληση καρδιακής ανακοπής και η ανάνηψη που την ακολούθησε να προκάλεσε το φαινόμενο της βακτηριακής μετατόπισης λόγω του μηχανισμού ισχαιμίας- επαναιμάτωσης. Τα αποτελέσματα της έρευνας μας δείχνουν ότι η χρησιμοποίηση χοίρων προερχόμενων από συμβατικές εκτροφές αυξάνει τον κίνδυνο αλλοίωσης των αποτελεσμάτων που εξάγονται σε πειραματισμούς που γίνεται χρήση τέτοιων ζώων. Θα πρέπει οι ερευνητές πριν ξεκινήσουν οποιαδήποτε έρευνα να λάβουν σοβαρά υπόψη τη πηγή προμήθειας των ζώων και την πιθανή επίπτωση που θα έχει στα αποτελέσματά τους η χρήση μη απαλλαγμένων ζώων. Τέλος, για πρώτη φορά παρουσιάστηκαν ενδείξεις για την πρόκληση του φαινομένου της βακτηριακής μετατόπισης μετά από καρδιακή ανακοπή η οποία ακολουθείται από επιτυχή ανάνηψη