A review of methods used to kill laboratory rodents: issues and opportunities

Lab Anim. 2022 Oct;56(5):419-436. doi: 10.1177/00236772221097472. Epub 2022 May 25.

Abstract

Rodents are the most widely used species for scientific purposes. A critical pre-requisite of their use, based on utilitarian ethical reasoning, is the provision of a humane death when necessary for scientific or welfare grounds. Focussing on the welfare challenges presented by current methods, we critically evaluate the literature, consider emerging methodologies that may have potential for refinement and highlight knowledge gaps for future research. The evidence supports the conclusion that scientists and laboratory personnel should seek to avoid killing laboratory rodents by exposing them to carbon dioxide (CO2), unless exploiting its high-throughput advantage. We suggest that stakeholders and policymakers should advocate for the removal of CO2 from existing guidelines, instead making its use conditionally acceptable with justification for additional rationale for its application. With regards to physical methods such as cervical dislocation, decapitation and concussion, major welfare concerns are based on potential inaccuracy in application and their susceptibility to high failure rates. There is a need for independent quality-controlled training programmes to facilitate optimal success rates and the development of specialist tools to improve outcomes and reliability. Furthermore, we highlight questions surrounding the inconsistent inclusion criteria and acceptability of physical methods in international regulation and/or guidance, demonstrating a lack of cohesion across countries and lack of a comprehensive 'gold standard' methodology. We encourage better review of new data and championing of open access scientific resources to advocate for best practice and enable significant changes to policy and legislation to improve the welfare of laboratory rodents at killing.

Les rongeurs sont les espèces les plus utilisées à des fins scientifiques. Une euthanasie humaine, lorsque nécessaire pour des raisons scientifiques ou de bien-être, constitue une condition préalable critique de leur utilisation, fondée sur un raisonnement éthique utilitaire. En nous concentrant sur les défis de bien-être présentés par les méthodes actuelles, nous évaluons de façon critique la littérature et considérons les nouvelles méthodologies qui pourraient avoir un potentiel de raffinement. Nous soulignons également les lacunes de connaissances pour la recherche future. Les preuves permettent de conclure que les scientifiques et le personnel de laboratoire devraient chercher à éviter l’euthanasie des rongeurs de laboratoire en les exposant au dioxyde de carbone (CO2), à moins d'exploiter son avantage à haut rendement. Nous suggérons que les parties prenantes et les décideurs politiques préconisent la suppression du CO2 des lignes directrices existantes, plutôt que de rendre son utilisation conditionnellement acceptable, ce qui constitue une justification supplémentaire de son application. En ce qui concerne les méthodes physiques telles que la luxation cervicale, la décapitation et la commotion cérébrale, les préoccupations majeures de bien-être sont basées sur l’inexactitude potentielle dans l’application et leur susceptibilité à entraîner des taux élevés d'échec. Il est nécessaire de mettre en place des programmes de formation indépendants et contrôlés par la qualité afin de faciliter des taux de réussite optimaux et de développer des outils spécialisés pour améliorer les résultats et la fiabilité. Nous soulignons en outre les questions entourant les critères d’inclusion incohérents et l’acceptabilité des méthodes physiques dans la réglementation et/ou les directives internationales, démontrant un manque de cohésion entre les pays et l’absence d’une méthodologie complète de référence. Nous encourageons un meilleur examen des nouvelles données et la promotion des ressources scientifiques à accès libre pour préconiser les meilleures pratiques et permettre d’apporter d’importants changements aux politiques et à la législation afin d’améliorer le bien-être des rongeurs de laboratoire lors de leur euthanasie.

Nagetiere sind die am häufigsten für wissenschaftliche Zwecke verwendete Tierart. Eine wesentliche Voraussetzung für ihre Verwendung, die auf utilitaristischen ethischen Überlegungen beruht, ist die Gewährleistung eines humanen Todes, wenn dies aus wissenschaftlichen oder tierschutzrechtlichen Gründen erforderlich ist. Unter besonderer Beachtung der Probleme des Tierschutzes bei den derzeitigen Methoden werten wir die Literatur kritisch aus, betrachten neue Methoden mit Verbesserungspotenzial und zeigen Wissenslücken auf, die im Rahmen künftiger Forschung zu berücksichtigen sind. Die gewonnenen Erkenntnisse stützen die Schlussfolgerung, dass Wissenschaftler und Labormitarbeiter versuchen sollten, die Tötung von Labornagern durch Kohlendioxid (CO2) zu vermeiden, es sei denn, sie nutzen seinen Hochdurchsatz-Vorteil aus. Wir empfehlen Beteiligten und politischen Entscheidungsträgern dafür zu plädieren, dass der Einsatz von CO2 aus den bestehenden Leitlinien gestrichen und stattdessen unter Vorbehalt und Anführung zusätzlicher Gründe zur Rechtfertigung der Verwendung akzeptiert wird. Bei physikalischen Methoden wie zervikale Dislokation, Dekapitation und Gehirnerschütterung bestehen große Bedenken hinsichtlich des Wohlergehens der Tiere aufgrund potenziell inkorrekter Anwendung und hohen Versagensquoten. Es besteht ein Bedarf an unabhängigen, qualitätskontrollierten Schulungsprogrammen zur Gewährleistung optimaler Erfolgsquoten und an der Entwicklung spezieller Instrumente zur Verbesserung von Ergebnissen und Zuverlässigkeit. Darüber hinaus werfen wir Fragen im Zusammenhang mit den uneinheitlichen Auswahlkriterien und der Akzeptanz physikalischer Methoden in internationalen Vorschriften und/oder Leitlinien auf, die einen Mangel an Kohärenz zwischen den Ländern und das Fehlen einer umfassenden „Goldstandard“-Methodik belegen. Wir regen eine gründlichere Analyse neuer Daten und die Nutzung frei zugänglicher wissenschaftlicher Ressourcen an, um Best Practice durchzusetzen und grundlegende Änderungen in Politik und Gesetzgebung mit dem Ziel eines verbesserten Tierschutzes bei der Euthanasie von Labornagern zu ermöglichen.

Los roedores son la especie más utilizada con fines científicos. Un prerrequisito crítico de su uso, basado en un razonamiento ético utilitario, es sacrificarlos de una forma humana cuando sea necesario por motivos científicos o de bienestar. Centrándonos en los problemas de bienestar que presentan los métodos actuales, evaluamos críticamente las publicaciones pertinentes, consideramos las metodologías emergentes que pueden tener potencial para ser refinadas y destacamos las lagunas de conocimiento para futuras investigaciones. Las pruebas respaldan la conclusión de que los científicos y el personal de laboratorio deberían evitar sacrificar a los roedores de laboratorio mediante la exposición al dióxido de carbono (CO2), a menos que aprovechen su ventaja de alto rendimiento. Sugerimos que las partes interesadas y los responsables políticos aboguen por la eliminación del CO2 de las directrices existentes, y que en su lugar hagan que su uso sea aceptable de forma condicional con la justificación de razones adicionales para su aplicación. En lo que respecta a los métodos físicos como la dislocación cervical, la decapitación y la conmoción cerebral, las principales preocupaciones en materia de bienestar se basan en la posible inexactitud en la aplicación y su susceptibilidad a un alto porcentaje de error. Se necesitan programas de formación independientes y de calidad controlada para facilitar unos índices de éxito óptimos y el desarrollo de herramientas especializadas para mejorar los resultados y la fiabilidad. Asimismo, destacamos las cuestiones relacionadas con la inconsistencia de los criterios de inclusión y la aceptabilidad de los métodos físicos en la regulación y/o la orientación internacional, lo que demuestra una falta de cohesión entre los países y la falta de una metodología integral de “referencia principal”. Recomendamos una mejor revisión de los nuevos datos y la defensa de los recursos científicos de acceso abierto para abogar por mejores prácticas y permitir cambios significativos en la política y la legislación a fin de mejorar el bienestar de los roedores de laboratorio a la hora de sacrificarlos.

Keywords: 3Rs; Animal welfare; ethics; euthanasia methods; mice; rats.

Publication types

  • Review

MeSH terms

  • Animal Welfare*
  • Animals
  • Carbon Dioxide*
  • Reproducibility of Results
  • Rodentia

Substances

  • Carbon Dioxide