Improving reproducibility and external validity. The role of standardization and data reporting of laboratory rat husbandry and housing

Abstract Purpose: To identify the most relevant flaws in standardization in husbandry practices and lack of transparency to report them. This review proposes some measures in order to improve transparency, reproducibility and eventually external validity in experimental surgery experiments with rat model. Methods: We performed a search of scientific articles in PUBMED data base. The survey was conducted from august 2016 to January 2017. The keywords used were "reproducibility", "external validity", "rat model", "rat husbandry", "rat housing", and the time frame was up to January 2017. Articles discarded were the ones which the abstract or the key words did not imply that the authors would discuss any relationship of husbandry and housing with the reproducibility and transparency of reporting animal experiment. Reviews and papers that discussed specifically reproducibility and data reporting transparency were laboriously explored, including references for other articles that could fulfil the inclusion criteria. A total of 246 articles were initially found but only 44 were selected. Results: Lack of transparency is the rule and not the exception when reporting results with rat model. This results in poor reproducibility and low external validity with the consequence of considerable loss of time and financial resources. There are still much to be done to improve compliance and adherence of researchers, editors and reviewers to adopt guidelines to mitigate some of the challenges that can impair reproducibility and external validity. Conclusions: Authors and reviewers should avoid pitfalls of absent, insufficient or inaccurate description of relevant information the rat model used. This information should be correctly published or reported on another source easily available for readers. Environmental conditions are well known by laboratory animal personnel and are well controlled in housing facilities, but usually neglected in experimental laboratories when the rat model is a novelty for the researcher.

Revisión de parámetros arrive, en artículos de revistas científicas chilenas, indexadas en Thomson Reuters, que utilizan animales de experimentación, in vivo, entre los años 2010 y 2012 / Revisão de parâmetros arrive em artigos de revistas científicas chilenas indexadas pela Thomson Reuters, que utilizam animais de experimentação in vivo, entre 2010 e 2012 / Guidelines arrive review, in chilean scientific journal articles, indexed in Thomson Reuters, that use animal experimentation, in vivo, between years 2010 and 2012

El artículo plantea conocer la situación de Chile respecto de las publicaciones científicas que informan utilizar animales de experimentación, basándose en las directrices ARRIVE (Animal Research: Reporting In Vivo Experiments), para la investigación con animales. Su objetivo es evaluar la metodología de un ensayo clínico a partir de la descripción detallada, con exactitud y con transparencia, de su diseño, ejecución, análisis y resultados. Se seleccionaron seis revistas chilenas que informan utilizar animales de experimentación y pertenecen a las ciencias biomédicas, con publicaciones desde enero de 2010, fecha en que se publicó la normativa ARRIVE, a diciembre de 2012, las que corresponden al 12,2 por ciento (6/49) del total de revistas chilenas indexadas en Thomson Reuters. De estas revistas se seleccionaron 110 artículos de un total de 1.567, que corresponden al 7 por ciento. De los artículos analizados, ninguno cumplió con el total de los parámetros de la normativa ARRIVE para el uso de animales de experimentación. Surgen desafíos para la investigación cientifica que utiliza animales, como también para aquellas revistas que difunden la información obtenida, con la finalidad de elevar la cantidad y calidad de este tipo de publicaciones.

We propose to know the national situation regarding scientific publishing using experimental animals, based on the guidelines ARRIVE (Animal Research: Reporting In Vivo Experiments) for animal research. It aims to evaluate the methodology of a clinical trial, from the detailed description, with accuracy and transparency, its design, execution, analysis and results. They selected six Chilean magazines, that use experimental animals and belong to the biomedical sciences, since January 2010, when it was published ARRIVE regulations, to December 2012. Corresponding to 12.2 percent (6/49) of total Chilean journals indexed in Thomson Reuters. Of these 110 articles were selected, from a total of 1567, corresponding to 7 percent. Of the articles analyzed, none fulfilled with the total ARRIVE regulation parameters for use of experimental animals. Challenges arise for scientific research that uses animals for research, as well as for those journals that disseminate information obtained from these investigations. With the purpose of increasing the quantity and quality of these publications.

O artigo propõe conhecer a situação do Chile a respeito das publicações científicas que informam utilizar animais de experimentação, baseandose nas diretrizes ARRIVE (Animal Research: Reporting In Vivo Experiments), para a investigação com animais. Seu objetivo é avaliar a metodologia de um ensaio clínico a partir da descrição detalhada, com exatidão e transparência de seu projeto, execução, análise e resultados. Foram selecionadas seis revistas chilenas que informam utilizar animais de experimentação e pertencem às ciências biomédicas, com publicações desde janeiro de 2010, data em que se publicou a normativa ARRIVE, a dezembro de 2012, as quais correspondem a 12,2 por cento (6/49) do total de revistas chilenas indexadas pela Thomson Reuters. Destas revistas foram selecionados 110 artigos de um total de 1.567, que correspondem a 7 por cento. Dos artigos analisados, nenhum cumpriu com o total dos parâmetros da normativa ARRIVE para o uso de animais de experimentação. Surgem desafios para a investigação cientifica que utiliza animais, como também para aquelas revistas que difundem a informação obtida, com a finalidade de elevar a quantidade e a qualidade deste tipo de publicações.

Retalho autólogo de grande omento como estrutura cirúrgica de reparo extraperitoneal. Estudo experimental comparativo, pareado e controlado de suas propriedades adaptativas / The autologous greater omental flap as a structure for extraperitoneal surgical repair: a comparative, paired, and controlled experimental study of its adaptive properties

Introdução: O grande omento vem sendo utilizado como estrutura de reparo desde o século XIX e a partir do século XX tem sido descrito, em meio extraperitoneal, para o tratamento de diversas afecções em várias especialidades cirúrgicas. Apesar de amplamente estudado a partir da década de 1960, não há descrição de estudos comparativos sobre o seu retalho em meio extra peritoneal. O objetivo do presente estudo foi analisar as características adaptativas do grande omento em meio extra peritoneal para identificar a real aplicabilidade cirúrgica desta estrutura. Métodos: Estudo experimental comparativo, pareado e controlado de 20 amostras teciduais de ratos (Rattus norvegicus) fêmeas obesas, irmãs da linhagem Sprague- Dawley. De cada animal foram analisados e comparados, macroscopicamente e microscopicamente, através das técnicas de Hematoxilina-eosina (HE) amostras de: (1) omento sem manipulação, (2) omento manipulado intraperitoneal, (3) omento manipulado extraperitoneal e (4) tecido adiposo subcutâneo. Resultados: omento extraperitoneal, macroscopicamente, apresentou uma coloração amarelado mais intenso, semelhante à gordura subcutânea adjacente, com alto grau de contração se comparado ao omento intraperitoneal de controle. Pela técnica de HE, foi identificado alto grau de fibrose e tamanho médio dos adipócitos semelhante ao omento de controle e inferior ao do subcutâneo (p<0,001). Conclusão: O omento extraperitoneal não se mostra capaz de promover regeneração tecidual, uma vez que não foi observado metaplasia à histologia do retalho translocado. Entretanto, pode servir para a correção de pequenas deformidades, para o tratamento de áreas isquêmicas, como estrutura carreadora para a reconstrução cirúrgica e como plataforma germinadora para o desenvolvimento de novos órgãos.

Introduction: The greater omentum was initially used in the repair of gastrointestinal defects in the 19th century; during the 20th century, it has been used extraperitoneally in the treatment of various disorders, in several surgical specialties. Despite the fact that the greater omentum was studies in detail in the 1960s, there are no reported comparative studies concerning the use of omental flaps extraperitoneally. The present study analyzed the adaptive features of the greater omentum in the extraperitoneal space, with the aim of identifying its surgical applicability. Methods: A paired, controlled comparative study was conducted using 20 tissue samples from 5 obese female Sprague-Dawley rats (Rattus norvegicus). The following specimens from each animal were analyzed and compared, macroscopically and microscopically, using the hematoxylin-eosin (HE) technique: (1) omentum without manipulation; (2) intraperitoneally manipulated omentum; (3) extraperitoneally manipulated omentum; and (4) subcutaneous adipose tissue. Results: Macroscopically, the extraperitoneal omentum exhibited a more intense yellowish color and a higher degree of contraction than the control (intraperitoneal) omentum. The extraperitoneal omentum was similar in color to the adjacent subcutaneous adipose tissue. HE staining revealed a high degree of fibrosis and an average adipocyte size, similar to that in the control omentum, but lower than that in subcutaneous adipose tissue (p< 0.001). Conclusion: The results of this study indicate that the extraperitoneal omentum was not able to promote tissue regeneration, as metaplasia of the translocated flap was not observed in the histological analysis. However, this structure may be used to correct small deformities, in the treatment of ischemic areas, as a carrier structure for surgical reconstruction and as a germination platform for the development of new organs.

Direito e experimentação animal: uma análise à luz da legislação ambiental / Right and animal experimentation: an analysis in the light of environmental law

A presente dissertação versa sobre os motivos e os meios capazes de tornar factível a abolição do uso de animais em experimentação. A existência de grupos contrários à exploração dos animais em pesquisa é secular, mas ao considerar aspectos jurídicos e morais vigentes, e relacioná-los aos verdadeiros interesses que movem a prática vê-se a possibilidade de abolir a escravização de animais no Brasil com fulcro na Constituição Federal e na Lei de Crimes Ambientais. O argumento principal se funda no braço da Carta Magna que protege a vida animal e em dispositivo legal ambiental que admite a experimentação apenas quando da não existência de recursos alternativos. Verificar-se-á que determinada lei inconstitucional e seu decreto regulamentador, contrários aos avanços da nova compreensão trazida pela Lei Maior buscam dissolver os dispositivos protetivos e resguardar a referida atividade experimental, a qual impõe inúmeros sofrimentos aos animais. Conceitos como crueldade aos animais, benefício humano, recursos alternativos, bem-estar animal, morte humanitária, promoção à saúde, prevenção de doenças, doenças negligenciadas dentre outros igualmente importantes à percepção dos interesses econômicos que envolvem a prática da experimentação animal serão averiguados, a fim de permitir uma melhor compreensão das regras legais e morais, de modo a alargar o alcance da justiça que assim poderá ser concretizada, protegendo efetivamente animais humanos e não humanos.

This dissertation deals with the reasons and the means capable of making feasible the abolition of animal use in experimentation. The existence of groups against the animals use in research is secular, but when considering prevailing legal and moral aspects and relate them to the real interests that moves the practice to see the possibility of abolish the enslavement of animals in Brazil with the fulcrum Federal Constitution and the Law of Environmental Crimes. The main argument is based on the Magna Carta that protects the animal life, and environmental legal provision which allows the trial only when the absence of alternative resources. Will be examined that unconstitutional law and its regulatory, contrary to advances in new understanding brought by Major Law decree seeking to dissolve the protective devices and safeguard the experimental activity, which imposes countless suffering to animals. Concepts such as cruelty to animals, human benefit, alternative resources, animal welfare, humane death, health promotion, disease prevention, neglected diseases among others equally important to the perception of the economic interests that involves the practice of animal experimentation will be investigated, to enable a better understanding of the legal and moral rules, to extend the reach of justice, so that can take place effectively protecting human and nonhuman animals.

Reflexões acerca da validade do modelo animal como método científico: implicações éticas e metodológicas / Reflections on the validity of animal model as scientific method: methodological and ethical implications

Objetivo - A experimentação animal é um tema bastante polêmico, especialmente no que tange seus aspectos éticos e científicos. Assim o objetivo deste trabalho foi contribuir para a discussão acerca do tema da utilização prejudicial de animais em experimentos, envolvendo aspectos éticos e metodológicos, bem como oferecer um panorama do uso de animais em experiências. Métodos - Trata-se de um estudo de revisão de literatura. A busca de artigos foi realizada através das bases de dados SciELO, LILACS dentre outros meios, como livros, e sites específicos nesta temática. Resultados - Elaboraram-se as seguintes subcategorias: A Conveniência como base das relações; Teorias abolicionistas; Panoramas acerca da experimentação animal: a vivissecção como erro metodológico e Alternativas e uma nova realidade. Os principais problemas encontrados foram: problemas éticos nos experimentos com animais; utilização de animais como erro metodológico; os lucros advindos de tais experimentos; e a estagnação da ciência na busca de alternativas. Conclusão - O uso de animais em experimentos além de apresentar problemas éticos traz várias implicações a saúde humana, portanto espera-se que haja uma reflexão por parte de toda sociedade, na construção de um novo cenário, mudando, contudo o natural da realidade, marcado pela violência, o desrespeito, e a insensibilidade para com as demais espécies.

Objective - Animal experimentation is a very controversial topic, especially regarding its ethical and scientific aspects. So the objective was to contribute to the discussion about the issue of harmful use of animals in experiments involving ethical and methodological as well as offering an overview of animal use in experiments. Methods - This is a study of literature review. A literature search was performed using the databases SciELO, LILACS, among other means, such as articles, books on the Internet, and other publications of a scientific nature. Results - Worked out the following subcategories. The convenience of foreign base; Theories abolitionists; about Panoramas of animal experimentation: vivisection as methodological error, and Alternatives and a new path. The main problems were: ethical issues in experiments with animals, using animals as methodological error; profits from such experiments, and the stagnation of science in the search for alternatives. Conclusion - The use of animals in experiments and presents ethical issues has many implications for human health, so it is expected that there is a reflection by the whole society, a new scenario can be built, but changing the nature of reality, marked by violence, disrespect, and insensitivity to other species.

Memorias del Primer Encuentro Nacional de Comités de cuidado y uso de animales / Proceedings of First National Committees care and use of animals

El día 20 de agosto de 2010 la Fundación Universitaria Konrad Lorenz, la facultad de Psicología y el grupo de investigación en ciencias del comportamiento llevaron a cabo el Primer Encuentro Nacional de Comités para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio. A continuación se presentan los resúmenes de las ponencias de los conferencistas nacionales e internacionales invitados a este encuentro.

Aspectos fundamentais da experimentação animal - aplicações em cirurgia experimental / Fundamental aspects on animal research as applied to experimental surgery

Com o objetivo de contribuir à pesquisa em cirurgia experimental, este artigo apresenta uma análise dos principais parâmetros exigidos a serem observados pelos comitês internacionais e nacionais de ética e bem-estar animal, cujo cumprimento é pré-requisito para publicação em periódicos arbitrados de circulação internacional. A padronização da genética, do estado sanitário e do ambiente das espécies de animais Mus musculus (camundongos), Rattus norvegicus (ratos), Oryctolagus cuniculus (coelhos) e Sus scropha domesticus (suínos), a observação de condições adequadas no transporte, aclimatação, enriquecimento do ambiente, treinamento de técnicos em experimentação animal, gestão de informação, biossegurança, dieta, anestesia, cuidados pós-operatórios, analgesia e eutanásia, aliados a projetos de pesquisa bem planejados são apresentados como etapas fundamentais para a obtenção de resultados com alto grau de acuidade, alto nível de reprodutibilidade e precisão.

This study aimed to present the general principles for experiments performed on laboratory animals as required by international and national ethical committees on animal welfare. Compliance to these principles is a prerequisite for publication in international journals. Details of genetic, sanitary and environmental standards, transportation, acclimation, environmental enrichment, appropriate education and training of all those involved in handling of live animals, information management strategy, biossecurity, diet, anesthesia, analgesia, postoperative care and euthanasia for Mus musculus (mice), Rattus norvegicus (rat), Oryctolagus cuniculus (rabbit) and Sus scropha domesticus (pig) combined with well planned biomedical research are fundamental to increase the accuracy, reproducibility and precision of the experimental results.

Intoxicação natural e experimental por Nerium oleander (Apocynaceae) em bovinos no Rio Grande do Sul / Natural and experimental poisoning by Nerium oleander (Apocynaceae) in cattle in Rio Grande do Sul

Descreve-se a intoxicação natural e experimental por Nerium oleander em bovinos no Rio Grande do Sul, Brasil. Dois de oito bovinos morreram subitamente após consumirem folhas de galhos de N. oleander que haviam sido podados e jogados no piquete onde os animais eram mantidos. Não foram observados sinais clínicos em uma vaca, mas um terneiro de 4 meses de idade apresentou decúbito lateral, movimentos de pedalagem, vocalização e morte. As alterações macroscópicas mais importantes observadas na vaca morta naturalmente e em duas novilhas intoxicadas experimentalmente ocorreram no coração que apresentava petéquias e equimoses no átrio esquerdo, coágulos e hemorragias no endocárdio do ventrículo esquerdo e áreas levemente pálidas no septo interventricular e em porções do miocárdio dos ventrículos. Na histologia, havia necrose de coagulação de fibras cardíacas individuais e de pequenos agrupamentos, caracterizada por aumento de eosinofilia citoplasmática e núcleos picnóticos. Essas lesões eram mais acentuadas no músculo papilar. O diagnóstico foi fundamentado na presença da planta no potreiro onde estavam os animais, quadro clínico-patológico compatível e reprodução experimental em dois bovinos nas doses de 0,5 e 1,0g/kg de folhas frescas da planta.

This paper describes natural and experimental poisoning of cattle by Nerium oleander in Rio Grande do Sul. Two out of eight cattle died acutely after consumption of leaves of Nerium oleander, branches of which had been cut and placed into a paddock where the animals were kept. An affected cow did not show clinical signs, but a 4-month-old calf presented lateral recumbence, paddling, vocalization and death. Main gross findings in the cow naturally poisoned and in two experimentally intoxicated heifers were observed in the heart and included hemorrhages in the left atrium, clots and hemorrhages in the left ventricular endocardium, and pale areas in the interventricular septum and ventricular myocardium. Histologically, there was coagulation necrosis of individual cardiac fibers or small groups of fibers, characterized by enhanced cytoplasmic eosinophily and picnotic nuclei. These lesions were most severe in the papillary muscle. The diagnosis was based on presence of the trimmed N. oleander in the paddock where the animals stayed, evidence of consumption of the plant, consistent clinical and pathological findings, and experimental reproduction of the disease through oral administration of 0.5 and 1.0g/kg of its green leaves to two cattle.

Effects of experimental amitraz intoxication in cats

This work studied the effects of experimental amitraz intoxication in cats. Sixteen cats were randomly divided equally into two groups: amitraz group - animals received 1.5 percent amitraz at 1mg/kg IV; and the control group - animals without amitraz. Physiological parameters from blood, cardiorespiratory system, and sedation indicators were quantified over time up to 360 minutes. Blood profile, urea, creatinine, alananine aminotransferase and aspartate aminotransferase were not affected by amitraz. Sedation, loss of reflexes, hypothermia, bradycardia, bradyarrhythmia, hypotension, bradypnea, mydriasis, besides transitory hyperglycemia, hypoinsulinemia and decrease of cortisol levels were observed in cats experimentally exposed to amitraz. The alpha2-adrenergic effects induced by amitraz intoxication in cats are very similar to the same effects reported in others species, contributing with more information about this type of intoxication to veterinary toxicology

Este trabalho estudou os efeitos da intoxicação experimental por amitraz em 16 gatos, distribuídos, aleatoriamente, em dois grupos: grupo amitraz - animais receberam amitraz a 1,5 por cento na dose de 1,0 mg/kg IV; e grupo controle - animais sem amitraz. Parâmetros fisiológicos sangüíneos, do sistema cardiorespiratório e de sedação foram aferidos até 360min. Perfil sangüíneo, uréia, creatinina, alanina aminotransferase e aspartato aminotransferase não foram afetados pelo amitraz. Sedação, perda de reflexos, hipotermia, bradicardia, bradiarritmias, hipotensão, bradipnéia, midríase, além de transitória hiperglicemia, hipoinsulinemia e diminuição dos níveis de cortisol, foram observados nos gatos experimentalmente expostos ao amitraz. Os efeitos alfa 2-adrenérgicos induzidos pela intoxicação por amitraz em gatos são muito similares aos mesmos efeitos relatados em outras espécies, contribuindo com mais informações dessa intoxicação para a toxicologia veterinária

Fundamental steps in experimental design for animal studies

Estudos em animais continuam a ser vital para o desenvolvimento da ciência. O objetivo dessa revisão é o de apresentar a novos pesquisadores, uma visão geral dos passos importantes envolvidos no desenho experimental e, ao mesmo tempo, sugerir algumas informações de ordem prática que geralmente estão incluídas no processo da pesquisa. Os pesquisadores devem atentar sempre aos princípios éticos e seguir estritamente o método científico. Hipóteses bem formuladas e objetivas claros são essenciais e práticos. Nesse contexto, uma pesquisa bibliográfica profunda deve ser executada previamente e o pesquisador deve contar, se possível, com o auxilio de um estatístico experiente. A necessidade de randomização, de planejar um estudo cego e de se minimizar a variação são discutidas e enfatizadas. A escolha de bons grupos controles e o emprego de um estudo piloto são recomendados. Finalmente, a formulação de novas questões para serem respondidas por novas pesquisas é esperada.