Considering animal experimentation, 3R (Replace, Reduce, Refine) strategies in microvascular research are urgently needed. The Henn"s Egg Chorioallantoic Membrane (CAM) assay offers immune deficiency and a highly perfused membrane where growth and vascularization of tumors can be observed. Yet, standards on vascular differentiation and levels of proangiogenic factors, especially concerning the influence of therapies like radiation, have yet to be established.

After opening of the eggshell, the vascular network was daily documented using in vivo microscopy and quantified using the deep learning based IKOSA®️ CAM Assay Application. From day 6 till 14 of development CAM samples were analyzed via qPCR. To determine therapeutic effects on microvasculature, measurements from native CAM tissue were compared to tissue 6 h after irradiation with 8 Gy on day 10, 12, or 14, respectively by measuring the expression of 84 angiogenic factors with the RT² Profiler qPCR array from Qiagen®️.

VEGF showed high expression from day 7-11 of embryonic development followed by a decrease towards day 14. The response to irradiation was characterized by a dynamic range of expression of proangiogenic factors. CDH5, KDR, TBX1, TEK, and TIE1 were significantly decreased by more than 1.5 in their fold change in comparison to the non-irradiated control group. The vascular analyses revealed a noticeable decrease in the total vessel area 6 h after irradiation.

The CAM assay can be considered a legitimate alternative for rodent experimentation in microvascular research. Besides obvious ethical, pecuniary, and bureaucratic advantages, samples can be studied non-invasively in high numbers and in a reproducible setting.

Steigendes Bewusstsein bezüglich Tierversuchen verlangt nach alternativen Strategien im Bereich 3R (Replace, Reduce, Refine). Das Henn"s Egg Chorionallantoic Membrane (CAM) assay bietet Immundefizienz und eine vaskularisierte Membran, auf der Tumorwachstum und -vaskularisierung analysiert werden können. Jedoch fehlt es an quantitativen Standards zur Gefäßentwicklung auf makroskopischer und molekularer Ebene. Auch sind (radiotherapeutische) Effekte bislang nicht beschrieben.

Nach Eröffnen der Eierschale wurde das Gefäßnetzwerk täglich mittels in-vivo-Mikroskopie abgelichtet und mittels IKOSA®️ CAM Assay-Applikation deep-learning basiert quantifiziert. Ferner wurde an Tag 6-14 die Expression von 84 proangiogenen Faktoren mittels qPCR (RT² Profiler qPCR array von Qiagen®️) analysiert.

Effekte von Bestrahlung mit 8 gray auf die Mikrogefässe wurden in gleicher Weise 6 Stunden nach der Exposition an Tag 10, 12 und 14 bestimmt.

Es zeigte sich eine hohe VEGF-Expression von Tag 7-11 der embryonalen Entwicklung gefolgt von einem Abfall bis Tag 14. Nach Bestrahlung kam es zu einer sehr variablen Expression proangiogener Faktoren. CDH5, KDR, TBX1, TEK, and TIE1 waren in Vergleich zu Nativgewebe signifikant um mehr als das 1,5-fach erniedrigt. Die Gefäßanalyse zeigte ferner eine Abnahme der Gesamtgefäßfläche 6 Stunden nach der Bestrahlung.

Der CAM-Assay sollte als legitime Alternative für Tierversuche im Bereich mikrovaskulärer Forschung betrachtet werden. Neben ethischen, finanziellen und bürokratischen Vorteilen sind Proben leicht zugänglich und das Gefäßsystem kann in hoher Stückzahl und reproduzierbar untersucht werden.

Die Autorinnen/Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.