Variability of blood biochemical parameters and establishment of reference intervals in preclinical studies. Part 8: syrian hamsters

Original article
УДК 340.624.412: 639.113.5
DOI: 10.57034/2618723X-2023-02-08

M.V. Miroshnikov*,
PhD, Head of Laboratory Diagnostics Department,
https://orcid.org/0000-0002-9828-3242
K.T. Sultanova,
PhD, Head of the Department of Experimental Pharmacology and Toxicology,
https://orcid.org/0000-0002-9846-8335
M.A. Kovaleva,
PhD, Head of the scientific and methodological group,
https://orcid.org/0000-0002-0740-9357
M.N. Makarova,
MD, Director,
https://orcid.org/0000-0003-3176-6386

Research and manufacturing company “Home оf Pharmacy”,
188663, Russia, Leningrad oblast, Vsevolozhskiy district, Kuzmolovskiy t.s., Zavodskaya st. 3–245.

* E-mail: [email protected]

Keywords: laboratory animals syrian hamsters biomedical research preclinical research blood serum
Acknowledgements

The study was performed without external funding.

For citation:

Miroshnikov M.V., Sultanova K.T., Kovaleva M.A., Makarova M.N. Variability of blood biochemical parameters and establishment of reference intervals in preclinical studies. Part 8: syrian hamsters. Laboratory Animals for Science. 2023; 2. https://doi.org/10.57034/2618723X-2023-02-08

Abstract

Biochemical parameters of blood serum are important parameters for assessing the health of laboratory animals. The Syrian Hamster is a widely used test system in animal experiments. They have unique anatomical and physiological features, such as optimal body size, large cheek sac, high reproduction rate and short life cycle, which together makes hamsters a convenient test system used in preclinical studies. This type of animal is used not only in the study of toxicological properties and assessment of pharmacological safety, but is also involved in various pharmacodynamic studies as a model organism for studying a wide range of pathological conditions associated with the immune response, respiratory system, carcinogenesis, metabolic disorders. During the study, reference intervals of the main biochemical parameters of the blood of Syrian hamsters were established. This procedure is necessary for an adequate understanding of the condition of animals in the experiment, assessment of the toxicity and safety of new pharmacological substances, control of the formation of model pathologies and evaluation of the effectiveness of pharmacological agents. The values used for the formation of reference intervals were obtained from intact animals for the time period June–December 2022 in Research and manufacturing company “Home оf Pharmacy”. The study included biological samples of 30 males and 30 females of Syrian hamsters. The age of the animals corresponded to the range of 6–8 weeks, the body weight of males and females was in the range of 100–115 grams. The study was carried out in compliance with the principles of the European Convention for the Protection of Vertebrates Used for Experiments and Other Scientific Purposes and in accordance with the rules of good laboratory practice. The determination of the biochemical parameters of interest was carried out under the same conditions using generally accepted preanalytical and analytical methods. Blood sampling from animals was performed using a cardiac puncture. The following parameters were registered in animal serum: creatinine, urea, alanine aminotransferase, aspartate aminotransferase, alkaline phosphatase, cholesterol, triglycerides, total protein, albumin, globulins, albumin/globulin ratio, glucose, total bilirubin. The obtained reference ranges of biochemical parameters were generally similar to the published data. Differences were found in urea, alkaline phosphatase, alanineaminotransferase, aspartateaminotransferase and glucose — the values were higher than the literature data. For an adequate interpretation of the experimental values obtained, an important aspect in preclinical studies is the establishment of intralaboratory reference intervals for the biochemical blood values of healthy animals in each research laboratory. This is due to the preanalytical and analytical characteristics of the analysis, the breed of animals and the conditions in which they are housed.

Conflict of interest

M.N. Makarova is a member of the editorial board of Laboratory animals for science. The other authors declare no conflict of interest requiring disclosure in this article

Authors contribution

M.V. Miroshnikov — analysis of scientific literature and guidelines, writing, editing and revision of the text, carrying responsibility for all aspects of the study related to the reliability of the data.
K.T. Sultanova — writing and editing of the text, summarising the study results, preparation of the tables.
M.A. Kovaleva — аnalysis of scientific literature and guidelines, scientific editing of the text of the manuscript.
M.N. Makarova — elaboration of the study idea and justification of its relevance, editing of the text.

  1. Директива 2010/63/EU Европейского парламента и Совета Европейского союза по охране животных, используемых в научных целях / пер. с англ. Под ред. М.С. Красильщиковой, И.В. Белозерцевой. Санкт-Петербург, 2012. 48 с. [Direktiva 2010/63/EU Yevropeyskogo Parlamenta i Soveta Yevropeyskogo Soyuza po okhrane zhivotnykh, ispol’zuyemykh v nauchnykh tselyakh / transl. from English. Ed. M.S. Krasilshchikova, I.V. Belozertseva. St. Petersburg, 2012. 48 p. (In Russ.)].
  2. ГОСТ Р 53022.2–2008 Технологии лабораторные клинические. Требования к качеству клинических лабораторных исследований. Часть 2. Оценка аналитической надежности методов исследования (точность, чувствительность, специфичность) Москва, 2008. [GOST R 53022.2–2008 Tekhnologii labora tornye klinicheskie. Trebovaniya k kachestvu klinicheskih laboratornyh issledovanij. CHast’ 2. Ocenka analiticheskoj nadezhnosti metodov issledovaniya (tochnost’, chuvstvitel’nost’, specifi chnost’) Moskva, 2008. (In Russ.)].

References

  1. Miao J., Chard L.S., Wang Z. et al. Syrian hamster as an animal model for the study on infectious disea­ses // Frontiers in immunology. 2019. N. 10. P. 2329.
  2. Miedel E.L., Hankenson F.C. Biology and diseases of hamsters. Laboratory animal medicine. Academic Press, 2015. P. 209–245.
  3. Hirose M., Ogura A. The golden (Syrian) hamster as a model for the study of reproductive biology: Past, present, and future // Reproductive medicine and bio­logy. 2019. Vol. 18. N. 1. P. 34–39.
  4. Chan J.F.W., Zhang A.J., Yuan S. et al. Simulation of the clinical and pathological manifestations of coronavirus disease 2019 (COVID-19) in a golden Syrian hamster model: implications for disease pathogenesis and transmissibility // Clinical infectious diseases. 2020. Vol. 71. N. 9. P. 2428–2446.
  5. Warner B.M., Safronetz D., Kobinger G.P. Syrian hamsters as a small animal model for emerging infectious diseases: advances in immunologic methods. Emer­ging and Re-emerging Viral Infections. Springer, Cham, 2016. P. 87–101.
  6. Iwatsuki-Horimoto K., Nakajima N., Ichiko Y. et al. Syri­an hamster as an animal model for the study of human influenza virus infection // Journal of virology. 2018. Vol. 92. N. 4. P. e01693–17.
  7. Bednash J.S., Kagan V.E., Englert J.A. et al. Syrian hamsters as a model of lung injury with SARS-CoV-2 infection: Pathologic, physiologic, and detailed mole­cular profiling // Translational Research. 2022. Vol. 240. P. 1–16.
  8. Шипаева Е.В., Филон О.В., Зинченко А.В. и др. Доклинические исследования противовирусной активности гибридного белка RPH-137 и молнупиравира в отношении COVID-19 // БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2022. Т. 22. № 4. С. 414–434. [SHipaeva E.V., Filon O.V., Zinchenko A.V. et al. Doklinicheskie issledovaniya protivovirusnoj aktivnosti gibridnogo belka RPH-137 i molnupiravira v otnoshenii COVID-19 // BIOpreparaty. Profilaktika, diagnostika, lechenie. 2022. Vol. 22. N. 4. P. 414–434. (In Russ.)].
  9. Oliva R., Infante J.F., Gonzalez M. et al. Patholo­gic-clinical characterization of leptospirosis in a golden Syrian hamster model // Archives of Medical Research. 1994. Vol. 25. P. 165–170.
  10. Zuerner R.L., Alt D.P., Palmer M.V. Development of chronic and acute golden Syrian hamster infection models with Leptospira borgpetersenii serovar Hardjo // Veterinary pathology. 2012. Vol. 49. N. 2. P. 403–411.
  11. Cullen J.M., Levine J.F. Pathology of experimental Babesia microti infection in the Syrian hamster // Laboratory animal science. 1987. Vol. 37. N. 5. P. 640–643.
  12. Lafuse W.P., Story R., Mahylis J. et al. Leishmania donovani infection induces anemia in hamsters by differentially altering erythropoiesis in bone marrow and spleen // PLoS One. 2013. Vol. 8. N. 3. P. e59509.
  13. Wang Z., Cormier R.T. Golden Syrian Hamster Mo­dels for Cancer Research // Cells. 2022. Vol. 11. N. 15. P. 2395.
  14. Gilloteaux J., Karkare S., Don A.Q. et al. Cholelithiasis induced in the Syrian hamster: Evidence for an intramucinous nucleating process and down regulation of cholesterol 7α-hydroxylase (CYP7) gene by medroxyprogesterone // Microscopy research and technique. 1997. Vol. 39. N. 1. P. 56–70.
  15. Dillard A., Matthan N.R., Lichtenstein A.H. Use of hamster as a model to study diet-induced atherosclerosis // Nutrition & metabolism. 2010. Vol. 7. N. 1. P. 1–12.
  16. Souidi M., Combettes-Souverain M., Milliat F. et al. Hamsters predisposed to sucrose-induced choleste­rol gallstones (LPN strain) are more resistant to excess die­tary cholesterol than hamsters that are not sensitive to cholelithiasis induction // The Journal of nutrition. 2001. Vol. 131. N. 6. P. 1803–1811.
  17. Silva M., Lima W.G.D., Silva M.E. et al. Effect of streptozotocin on the glycemic and lipid profiles and oxidative stress in hamsters // Arq Bras Endocrinol Metab. 2011. Vol. 55. N. 1. P. 46–53.
  18. Maurya S.K., Srivastava A.K. High fructose diet-induced glucose intolerance and dyslipidemia in adult Syrian golden hamsters // Indian Journal of Science and Technology. 2008. Vol. 1. N. 6.
  19. Kasim-Karakas S.E., Vriend H., Almario R. et al. Effects of dietary carbohydrates on glucose and lipid metabolism in golden Syrian hamsters // Journal of Laboratory and Clinical Medicine. 1996. Vol. 128. N. 2. P. 208–213.
  20. Hol P.R., Snel F.W.J.J., Niewold T.A. et al. Amyloid-enhancing factor (AEF) in the pathogenesis of AA-amy­loidosis in the hamster // Virchows Archiv B. 1986. Vol. 52. N. 1. P. 273–281.
  21. Webb C.F., Tucker P.W., Dowton S.B. Expression and sequence analyses of serum amyloid A in the Sy­rian hamster // Biochemistry. 1989. Vol. 28. N. 1. P. 4785–4790.
  22. Калатанова А.В., Авдеева О.И., Макарова М.Н. и др. Использование защечных мешков хомяков при проведении доклинических исследований лекарственных средств, диспергируемых в полости рта // Фармация. 2016. Т. 65. № 7. С. 50–55. [Kalatanova A.V., Avdeeva O.I., Makarova M.N. et al. Ispol’zovanie zashchechnyh meshkov homyakov pri provedenii doklinicheskih issledovanij lekarstvennyh sredstv, dispergiruemyh v polosti rta // Farmaciya. 2016. Vol. 65. N. 7. P. 50–55. (In Russ.)].
  23. Мирошников М.В., Макарова М.Н. Вариабельность биохимических показателей крови и установление референсных интервалов в доклинических исследованиях. Сообщение 4: мыши // Лабораторные животные для научных исследований. 2021. № 3. С. 64–70. [Miroshnikov M.V., Makarova M.N. Variabel’nost’ biohimicheskih pokazatelej krovi i ustanovlenie referensnyh intervalov v doklinicheskih issledovaniyah. Soobshchenie 4: myshi //Laboratornye zhivotnye dlya nauchnyh issledovanij. 2021. N. 3. P. 64–70. (In Russ.)].
  24. Мирошников М.В., Султанова К.Т., Ковалева М.А. и др. Вариабельность биохимических показателей крови и установление референсных интервалов в доклинических исследованиях. Сообщение 5: Хорьки // Лабораторные животные для научных исследований. 2021. № 4. С. 29–39. [Miroshnikov M.V., Sultanova K.T., Kovaleva M.A. et al. Variabel’nost’ biohimicheskih pokazatelej krovi i ustanovlenie referensnyh intervalov v doklinicheskih issledovaniyah. Soobshchenie 5: Hor’ki // Laboratornye zhivotnye dlya nauchnykh issledovanii. 2021. N. 4. P. 29–39. (In Russ.)].
  25. Мирошников М.В., Султанова К.Т., Ковалева М.А. и др. Вариабельность биохимических показателей крови и установление референтных интервалов в доклинических исследованиях. Сообщение 6: Яванские макаки //Лабораторные животные для научных исследований. 2022. № 2. С. 14–25. [Miroshnikov M.V., Sultanova K.T., Kovaleva M.A. et al. Variabel’nost’ biohimicheskih pokazatelej krovi i ustanovlenie referentnyh intervalov v doklinicheskih issledovaniyah. Soobshchenie 6: YAvanskie makaki // Labo­ratornye zhivotnye dlya nauchnyh issledovanij. 2022. N. 2. P. 14–25. (In Russ.)].
  26. Washington I.M., Van Hoosier G. Clinical biochemistry and hematology. The laboratory rabbit, guinea pig, hamster, and other rodents. Academic Press, 2012. P. 57–116.
  27. Kuznetsova E.V., Feoktistova N. Y., Naidenko S.V. et al. Seasonal changes in blood cells and biochemical parameters in the Mongolian hamster (Allocricetulus curtatus) // Biology Bulletin. 2016. Vol. 43. N. 4. P. 344–349.
  28. Wolford S.T., Schroer R.A., Gohs F.X. et al. Reference range data base for serum chemistry and hematology values in laboratory animals // Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A Current Issues. 1986. Vol. 18. N. 2. P. 161–188.
  29. Field K.J., Sibold A.L. The laboratory hamster and gerbil. CRC Press, 1998.
  30. Лившиц В.М., Сидельникова В.И. Биохимические анализы в клинике: справ. 3‑е изд. 2011. [Livshits V.M., Sidel’nikova V.I. Biokhimicheskie analizy v klinike: sprav. 3‑e izd. 2011 (In Russ.)].
  31. Ингерлейб М.Б. Медицинские анализы. Самый полный современный справочник / М.Б. Ингерлейб. Москва: Изд-во АСТ, 2015. 416 с. [Ingerleib M.B. Medi­tsinskie analizy. Samyi polnyi sovremennyi spravochnik / M.B. Ingerleib. Moskva: Izd-vo AST, 2015. 416 p. (In Russ.)].
  32. Lin X., Ma P., Yang C. et al. Dietary-induced elevations of triglyceride-rich lipoproteins promote atherosclerosis in the low-density lipoprotein receptor knockout Syrian Golden Hamster // Frontiers in cardiovascular medicine. 2021. Vol. 8.
  33. Murphy J.C., Fox J.G., Niemi S.M. Nephrotic syndrome associated with renal amyloidosis in a colony of Syrian hamsters // Journal of the American Veterinary Medical Association. 1984. Vol. 185. N. 11. P. 1359–1362.
  34. Inenaga T., Nishida E., Kawamura S. et al. Renal function tests on diabetes-induced and non-induced APA hamsters // Experimental animals. 2002. Vol. 51. N. 5. P. 437–445.
  35. Podgorska E., Sniegocka M., Mycinska M. et al. Acute hepatologic and nephrologic effects of calcitriol in Sy­rian golden hamster (Mesocricetus auratus) // Acta Biochimica Polonica. 2018. Vol. 65. N. 3. P. 351.
  36. Brunnert S.R., Altman N.H. Laboratory assessment of chronic hepatitis in Syrian hamsters // Laboratory animal science. 1991. Vol. 41. N. 6. P. 559–562.
Received: 2023-01-16
Reviewed: 2023-05-22
Accepted for publication: 2023-06-01

You may be interested

NPO "Home of Pharmacy"

188663, Russia, Leningradskaya oblast', Vsevolozhskij rajon, g.p. Kuz'molovskij, Zavodskaya ulica, 3-245

© 2020 ООО «ИД «Русский врач»