31.01.2020: Hormontests erfolgen meist durch Blutabnahme, da alternative Methoden erst etabliert werden müssen. Einem Forschungsteam der Vetmeduni Vienna gelang nun ein entscheidender Durchbruch bei der Hormonbestimmung: Sie entwickelten eine nicht-invasive Methode zur Testosteronmessung aus Exkrementen bei Mäusen, die soeben in „Animals“ veröffentlicht wurde. Mit der neuen Technologie eröffnet sich ein breiter Anwendungsbereich, der von der Fortpflanzung über Biomedizin und Verhalten bis hin zum Tierschutz reicht.

Testosteron ist das wichtigste Fortpflanzungshormon bei männlichen Wirbeltieren. Herkömmliche Methoden zur Messung von Testosteron beruhen auf invasiven Blutentnahmeverfahren, die den Tieren Schmerzen und Leiden zufügen können. Die Analyse von Hormonmetaboliten – die verstoffwechselten Produkte der jeweiligen Hormone – in Exkrementen wäre deshalb eine schnelle und einfache Alternative. Allerdings variieren der Metabolismus und die Ausscheidung von Hormonmetaboliten zwischen den Spezies und manchmal sogar zwischen den Geschlechtern erheblich, weshalb diese Methode bisher nur sehr bedingt eingesetzt werden konnte.

Durchbruch zur Hormonmessung aus Exkrementen

Einem Team der Vetmeduni Vienna unter Leitung von Kerstin E. Auer vom Institut für Labortierkunde und Rupert Palme von der Abteilung für Physiologie, Pathophysiologie und experimentelle Endokrinologie gelang nun in Zusammenarbeit mit dem Institut für Tierschutz, Tierverhalten und Versuchstierkunde der Freien Universität Berlin der entscheidende Schritt, um aus den Exkrementen von Mäusen den Hormonspiegel valide zu erheben. In einem mehrphasigen Validierungsexperiment identifizierten die ForscherInnen einen Testosteron-EIA (enzyme-linked immunosorbent assay; eine als EIA und ELISA bekannte, häufig eingesetzte biochemische Testmethode) als geeignet für die Messung von Testosteronmetaboliten bei männlichen und weiblichen Mäusen und konnten dessen Zuverlässigkeit bestätigen.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten des neuen Testverfahrens

Laut Kerstin E. Auer lässt sich die neue Testmethode in zahlreichen Bereichen einsetzen: „Unsere nicht-invasive Methode zur Beurteilung von Kot-Testosteronmetaboliten kann zur Untersuchung von Hormon-Verhaltens-Beziehungen und darüber hinaus in verschiedenen anderen Forschungsbereichen wie Fortpflanzung, Biomedizin und Tierschutz eingesetzt werden." Die Tiere selbst profitieren von der Entwicklung der neuen Testmethode, da die invasiven Blutabnahmen zur Hormonbestimmung nun vermieden werden können. Zusätzlich gelang es den WissenschafterInnen aufgrund der gewonnenen Daten das Wissen über die endokrine Physiologie von Mäusen zu erweitern.

Nicht-invasive Methode als Alternative zu herkömmlichen Verfahren

Als Grundidee ihrer Studie ging es dem Forschungsteam darum, eine nicht-invasive Alternative zu herkömmlichen Hormontests per Blutabnahme zu etablieren. Zu diesem Zweck untersuchten sie die Testosteronmetaboliten (TMs) in Stuhl- und Harnproben von Mäusen und validierten den angewandten EIA-Test zur Messung von TMs. Außerdem untersuchten die ForscherInnen die täglichen Schwankungen der TM-Ausscheidungen bei beiden Geschlechtern und bei verschiedenen Stämmen. „Wir fanden heraus, dass Männchen im Vergleich zu Weibchen mehr radioaktiv markierte TMs über den Kot ausscheiden und das die TM-Ausscheidung im Urin schneller passiert als im Kot. Auch hängt die TM Ausscheidung vom Aktivitätsmuster der Tiere ab, so erfolgt die Ausscheidung nachts, wenn die Tiere aktiv sind, schneller als tagsüber, wenn sich die Tiere in ihrer Ruhephase befinden. Wir fanden keine stammspezifischen Unterschiede zwischen den Tieren, allerdings zeigten die Männchen im Vergleich zu Weibchen tageszeitliche Schwankungen in ihrem Testosteronspiegel. Wie erwartet zeigten Männchen zudem einen allgemein höheren TM- Kot-Spiegel als Weibchen“, so Kerstin E. Auer.

Der Artikel „Measurement of Fecal Testosterone Metabolites in Mice: Replacement of Invasive Techniques“ von Kerstin E. Auer, Marius Kußmaul, Erich Möstl, Katharina Hohlbaum, Thomas Rülicke und Rupert Palme wurde in Animals veröffentlicht.