Die SRG-Ratte: ein neuer Rattenstamm für die Forschung

Die immundefiziente SRG-Ratte hat mit ihrem einzigartigen Phänotyp und ihrer Physiologie verschiedene Vorteile gegenüber immundefizienten Mäusen

Die Geschichte der Laborratte geht zurück auf das Jahr 1906, als Henry Donaldson und Helen Dean King am Wistar Institute in Philadelphia durch gezielte Inzucht erstmals eine Standardisierung der Laborratte ermöglichten. Die meisten der heute noch verwendeten Laborrattenstämme wie Long-Evans oder Sprague Dawley sind Nachfahren der ursprünglichen Wistar-Kolonie.

Ein neuerer Abkömmling dieser Zuchtreihe ist die SRG OncoRat, eine stark immundefiziente Ratte mit großem Potenzial für die Erforschung von Krebs, Infektionskrankheiten, sowie für die Transplantforschung. Entwickelt von Hera BioLabs im US-Bundesstaat Kentucky bietet die SRG-Ratte zahlreiche Vorteile gegenüber vergleichbaren Mausstämmen, in erster Linie wegen ihrer Größe, die eine höhere Tumorlast ermöglicht und chirurgische Eingriffe vereinfacht. Es können auch häufiger Gewebe- und Serumproben entnommen werden als bei Mäusen. Aufgrund der sehr hohen Tumorangangsrate von 80–100 % können in vielen Fällen bereits mit fünf oder sechs Exemplaren statistisch relevante Ergebnisse erzielt werden. Bei Mäusen werden dazu in der Regel acht bis zwölf Tiere benötigt.

Da die immundefiziente SRG-Ratte keine B-, T- und NK-Zellen hat, bildet sie auch keine adaptive Immunantwort auf Fremdgewebe aus. Dank dieser dreifachen Immundefizienz ist sie bestens geeignet für die Vermehrung von Tumor- oder Stammzellen, die bei der Erforschung neuer Krebstherapien eine zentrale Rolle spielen.

Die Entwicklung gentechnisch modifizierter Mäuse in den 1970er und 1980er Jahren führte dazu, dass in den vergangenen Jahrzehnten in den biomedizinischen Wissenschaften hauptsächlich auf Mäuse zurückgegriffen wurde. Große Fortschritte in der Genom-Editierung haben aber gezielte Eingriffe in das Rattengenom möglich gemacht. Chris Brenzel, verantwortlich für die Geschäftsentwicklung und Gene-Editing-Lösungen bei Hera BioLabs, sieht ein großes Potenzial für wichtige neue Errungenschaften: „Die Ratte als Versuchstier kehrt zurück, besonders im Bereich der Xenotransplantation.“

Die Tiermodelle im Vergleich: SRG-Ratte und stark immungeschwächte Mäuse

Krebsforschung ist einer der Hauptanwendungsbereiche für die SRG-Ratte. „Wir haben die Möglichkeit, mit einer Einzeldosis eine pharmakokinetische Studie durchzuführen oder mit regelmäßigen Blutabnahmen im gesamten Studienverlauf die therapeutische Wirkung auf Biomarker oder Serumproteine zu beobachten“, erklärt Dr. Fallon Noto, Leiterin der In-Vivo-Krebsforschung bei Hera BioLabs. Bedingt durch die Größe und Physiologie der Ratte kann deutlich mehr Gewebe gewonnen und in vielen Fällen auch eine längere Therapiedauer erreicht werden.

Eine gemeinsame Studie von Hera BioLabs und dem Case Comprehensive Cancer Center in Cleveland, Ohio (USA) kam zu dem Schluss, dass die SRG-Ratte besser als die Maus für das Wachstum bestimmter Prostatakrebs-Zelllinien geeignet ist. Und da die SRG-Ratte auch durch mononukleäre Zellen des peripheren Blutes (PBMC) humanisiert werden kann, können laut dieser Studie größere Mengen von T-Zellen entnommen werden als von humanisierten Mäusen.

Die SRG-Ratte ist ein geeigneter Wirt für das Wachstum verschiedener menschlicher Krebsarten wie Nieren-, Leber-, Bauchspeicheldrüsen-, Eierstock-, Hirn- oder Dickdarmtumore. Viele Studien beschäftigen sich mit subkutanen Tumoren, aber immer mehr Forschungslabore experimentieren mit orthotopen Transplantationen, bei denen der Tumor auch in das Ursprungsgewebe implantiert wird. „Einer unserer Mitarbeiter hat einen Lebertumor in die Leber einer Ratte implantiert, ein anderer züchtet ein Glioblastom im Hirn einer Ratte“, erzählt Dr. Noto. „Beide haben sich aufgrund ihrer Größe für die Ratte entschieden. In eine Ratte können mehr Zellen implantiert werden und das Gewebe wächst besser.“

Die SRG-Ratte bietet Forschenden mehr Möglichkeiten

Koh Meng Aw Yong, wissenschaftlicher Produktmanager für Forschungsmodelle bei Charles River Laboratories, meint, dass es durch die SRG-Ratte wieder zu mehr Forschungstätigkeit an Rattenmodellen kommen wird. Bis vor Kurzem, erklärt er, war die RNU-Ratte der einzige immundefiziente Rattenstamm auf dem Markt – entwickelt vor über 40 Jahren durch die wiederholte Paarung von Tieren aus acht Inzuchtstämmen. „Allerdings ist die RNU-Ratte nur teilweise immungeschwächt“, so Aw Yong weiter. „Angesichts der weit verbreiteten Verwendung der extrem immundefizienten NCG-Maus ist es nur schlüssig, dass wir nun Ratten mit einem ebenso schwach ausgeprägten Immunsystem anbieten.“

In diesem Jahr schloss Charles River, das Labore auf der ganzen Welt mit Forschungsmodellen beliefert, einen Vertrag mit Hera Biolabs über die Zucht und den Vertrieb der SRG-Ratte ab. „Wir sind überzeugt, dass die SRG-Ratte von unschätzbarem Wert für Kunden aus dem Forschungsbereich sein wird, deren Anforderungen von den bisher verfügbaren Modellen nicht erfüllt wurden“, gibt sich Aw Yong zuversichtlich.

Neben der Krebsforschung eignet sich die SRG-Ratte laut Dr. Noto auch zur Erforschung von Infektionen der menschlichen Haut. Scientific Reports veröffentlichte unlängst eine Studie über die Transplantation von menschlicher Haut, autologem lymphatischem Gewebe und autologen hämatopoetischen Stammzellen in SRG-Ratten. Nachdem den Ratten ein Bakterium eingeimpft wurde, bildeten sie die entsprechenden Entzündungen auf der Haut aus. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass durch die parallele Transplantation von Haut und Immunzellen in ein und dasselbe Nagetiermodell eine geeignete Plattform zur Erforschung menschlicher Hautinfektionen entsteht.

Ein weiterer Vorteil der Ratten ist, dass mehrere Blutabnahmen pro Woche möglich sind, wie Aw Yong erklärt. „Das bedeutet, dass Sie weniger Tiere benötigen, um die gewünschten Daten zu erhalten. Wenn ich auf Daten aus vier verschiedenen Tieren angewiesen bin, wird es selbst bei höchster Homogenität immer Unterschiede geben. Aber wenn alle Daten aus ein und demselben Tier stammen, erhalte ich konsistentes Datenmaterial.“

„Für mich ist ganz klar: Die immundefiziente SRG-Ratte ist das spannendste Rattenmodell, das unser Unternehmen seit Langem entwickelt hat“, freut sich Aw Yong.

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