Das 3R Prinzip ist heutzutage die Grundlage für die Tierschutzpolitik und Praxis moderner Forschungsansätze in vielen Ländern.

Ziel des 3R Prinzips ist es, Tierversuche vollständig zu vermeiden (Replacement) und die Zahl der Tiere (Reduction) und ihr Leiden (Refinement) in Versuchen auf das unerlässliche Maß zu beschränken.Bundesinstitut für Risikobewertung[1]

Mit der Europäischen Richtlinie 2010/63/EU des europäischen Parlaments und des Rates vom 22. September 2010 zum Schutz der für wissenschaftliche Zwecke verwendeten Tiere[2] zum Schutz der für wissenschaftliche Zwecke verwendeten Tiere erfuhr das international anerkannte Prinzip der 3R im Jahr 2010 zum ersten Mal auch eine gesetzliche Anerkennung. Die Bestimmungen der Europäischen Richtlinie und damit auch das 3R Prinzip wurden 2013 mit dem novellierten Tierschutzgesetz und der Tierschutz-Versuchstierverordnung in deutsches Recht umgesetzt.

Geschichte

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1959 haben die britischen Wissenschaftler William Russel und Rex Burch das Prinzip der 3R als ein Grundsatz der experimentellen wissenschaftlichen Arbeit in dem Buch „The Principles of Humane Experimental Technique“ veröffentlicht.

Prinzip der 3R

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Konkret heißt das, dass jede Wissenschaftlerin und jeder Wissenschaftler, die oder der einen Tierversuch plant und für diesen eine behördliche Genehmigung beantragt, folgende Fragen im Genehmigungsantrag wissenschaftlich begründet beantwortet:

Replacement (Vermeidung)

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Gibt es Möglichkeiten, den geplanten Tierversuch durch den Einsatz anderer Methoden zu vermeiden? Wenn möglich, werden Tierversuche durch Alternativmethoden ersetzt. Es wird immer geprüft, ob es zur Beantwortung der wissenschaftlichen Fragestellung ausreicht, auf einfache Organismen wie Bakterien oder wirbellose Tiere zurückzugreifen oder Zell- und Gewebekulturen, Computermodelle oder andere Ersatzmethoden zu verwenden.

Reduction (Verringerung)

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Wird die Anzahl der eingesetzten Versuchstiere auf das unerlässliche Maß reduziert? Die Anzahl der Versuchstiere wird auf ein notwendiges Minimum reduziert. Dazu tragen ein kluges Versuchsdesign und statistische und methodische Optimierungen bei. Geeignete Tiermodelle werden aufgrund von Erfahrungswerten sorgfältig ausgewählt. Durch die zentrale Erfassung der Ergebnisse aus Tierversuchen und eine gute Abstimmung zwischen Wissenschaftler, wird verhindert, dass ähnliche Versuche mehrmals gemacht werden.

Refinement (Verbesserung)

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Werden die Belastungen, denen die Tiere ausgesetzt sind, so gering wie nur möglich gehalten?

Die Tiere müssen artgerecht gehalten werden, also mit genügend Platz und in einer Umgebung, die ihr Wohlbefinden fördert. Durch die ständige Verbesserung der Untersuchungsmethoden, wie beispielsweise Betäubung, Narkosen und spezielles Tiertraining, werden Stress und Leiden so weit wie möglich reduziert.

Die Landesbehörden, die für die Genehmigung von Tierversuchsanträgen verantwortlich sind, prüfen, ob diese Fragen dem derzeitigen Wissensstand entsprechend beantwortet wurden.

Mit dem 3R Prinzip und seiner Anerkennung ist das große Ziel verknüpft, Tierversuche vollständig zu ersetzen, sobald dies wissenschaftlich möglich ist.

Bundesnetzwerk 3R

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Im Zentrum des Bundesnetzwerks 3R steht der inter- und transdisziplinäre Dialog zwischen Wissenschaft, Industrie, Verwaltung sowie Interessenverbänden. Das 3R-Konzept beschreibt das Ziel Tierversuche zu vermeiden (Replacement) und die Zahl der Tiere zu reduzieren (Reduction) und ihr Leiden in Versuchen zu beschränken (Refinement). Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) initiierte Bundesnetzwerk 3R versteht sich als Netzwerkinitiator, um Austausch- und Begegnungsmöglichkeiten zwischen den unterschiedlichen Disziplinen zu ermöglichen, um so die 3R-Methodenforschung in Deutschland voranzutreiben.

Im Januar 2022 ist das Bundesnetzwerk 3R gestartet: Zur Auftaktveranstaltung diskutierten mehr als 300 Teilnehmerinnen und Teilnehmern aus Wissenschaft, Industrie, Behörden und Verbänden gemeinsam die Perspektiven und Herausforderungen von 3R-Methoden, ihre Erforschung und ihre Implementierung in den Forschungsalltag sowie in die regulatorischen Vorschriften. [3]

Das Deutsches Zentrum zum Schutz von Versuchstieren hat die 3 R - Prinzip im Artikel wie ausarbeiten?

Forschungsprojekte des Bf3R

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Auf Basis des 3R-Prinzips betreibt das Bf3R eigene Forschung mit unterschiedlichen Zielsetzungen.

Replace: Entwicklung neuer Ersatzmethoden zum Tierversuch

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Um eine Versuchsmethode, bei der Tiere eingesetzt werden, vollständig durch eine Alternativmethode zu ersetzen, entwickelt das Bf3R Zell- und Gewebekulturmethoden. Sie sollen den Grundstein für die Schaffung neuer, tierfreier Alternativmethoden für die Grundlagenforschung und die toxikologische Bewertung legen.

Bisherige Forschungsprojekte für die biomedizinische Grundlagenforschung
  • Knochen-auf-dem-Chip / Organ-on-a-Chip-Systeme[4][5][6]
  • Entwicklung eines in vitro-Implantationsmodells (MIVI)[7][8]
  • SMAFIRA – Eine Suchmaschine für Alternativen zu Tierversuchen
Bisherige Forschungsprojekte für die toxikologische Risikobewertung
  • Entwicklung einer Alternativmethode zur Prüfung des krebsauslösenden Potentials hormonaktiver Substanzen[9][10][11]
  • Alternativmethoden zum Tierversuch zum Nachweis hormonaktiver Wirkungen in vitro[12][13][14][15]
  • Einfluss circadianer Regulationssysteme auf in vitro-Testmethoden[16]
  • Toxikologische in vitro-Untersuchungen zur Kombinationswirkung von Fungiziden[17][18][19][20][21][22][23]
  • Computational Toxicology: Rolle und Bedeutung neuartiger methodischer Ansätzen in der gesundheitlichen Risikobewertung[24][25]
  • Etablierung von Integrated Approaches to Testing and Assessment (IATAs) zur Unterstützung von Nanomaterial-Gruppierungen[26]
  • Vorhersage des sensibilisierenden Potentials von Chemikalien und Produkten in vitro im humanen System als Ersatz zum Tierversuch
  • Entwicklung von „tätowierten“ 3D-Hautmodellen[27]
  • In silico-Methoden für die Vorhersage gesundheitlich unerwünschter Eigenschaften von Pestiziden[28][29]

Reduce: Entwicklung von Methoden zur Reduktion der Versuchstierzahlen

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Um Möglichkeiten zu erkennen, inwieweit eine Verringerung der Zahl eingesetzter Versuchstiere in der Forschung erreicht werden kann, forscht das Bf3R an neuen statistischen und bioinformatischen Analysemodellen.[30][31][32][33] Mit ihnen sollen Rückschlüsse darauf gewonnen werden, ob Versuchstiere aufgrund der Reproduzierbarkeitskrise in der Wissenschaft unnötigerweise verwendet werden und welche methodischen und institutionellen Änderungen der Forschung und des Publikationsprozesses dazu beitragen können, dass weniger Tierversuche durchgeführt werden. Zugleich verfolgt das Bf3R mittels neuer biometrischer Ansätze das Ziel, die statistische Planung von Versuchen mit und ohne den Einsatz von Versuchstieren effizienter zu gestalten. Bei angedachten Forschungsvorhaben mit Versuchstieren soll so die Anzahl der dazu notwendigen Tiere auf das erforderliche Mindestmaß reduziert werden.

Refine: Erforschung von Methoden zur Verminderung von Schmerzen oder Leiden der Versuchstiere

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Um Aspekte wie Schmerzen, Leiden oder Stress bei Versuchstieren zu reduzieren und somit zugleich auch die Qualität von Versuchsergebnissen zu erhöhen, erforscht das Bf3R Maßnahmen zur Reduzierung von Belastungen und der Verbesserung des Wohlergehens.[34][35] Zudem werden Bewertungskriterien für die Einschätzung des Belastungsgrades entwickelt. Bisherige Forschungsprojekte:

  • Verbesserung der Haltungsbedingungen von Versuchstieren[36]
  • Entwicklung von Wahlversuchen[37] zur Bestimmung der Bedürfnisse aus Sicht der Versuchstiere
  • Einfluss chronischer Monotonie und Langeweile auf das psychoemotionale Verhalten und die Kognition der Versuchstiere
  • Automatisierte Erkennung von Belastung anhand von Gesichtsmerkmalen
  • „Tierpersönlichkeit“ – Persönlichkeitsmerkmale und ihr Einfluss auf Versuchsergebnisse und ihre Reproduzierbarkeit
  • Schmerzwahrnehmung bei Fischen (am Modellorganismus Zebrabärbling)[38]
  • Methodik und Wirksamkeit von Trainingsmaßnahmen für Versuchstiere


https://www.tierversuche-verstehen.de/das3rprinzip/ https://www.dpz.eu/de/abteilung/ueber-tierversuche/3r-und-alternativmethoden.html

Siehe auch

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Einzelnachweise

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  1. Bundesinstitut für Risikobewertung
  2. https://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2010:276:0033:0079:de:PDF
  3. https://www.gesundheitsforschung-bmbf.de/de/bundesnetzwerk-3r-gemeinsam-den-dialog-gestalten-14891.php
  4. Roland Solecki, Martina Rauch, Andrea Gall, Jochen Buschmann, Rupert Kellner: Update of the DevTox data database for harmonized risk assessment and alternative methodologies in developmental toxicology: Report of the 9th Berlin Workshop on Developmental Toxicity. In: Reproductive Toxicology. Band 89, Oktober 2019, S. 124–129, doi:10.1016/j.reprotox.2019.07.003 (elsevier.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  5. Rimantas Kodzius, Frank Schulze, Xinghua Gao, Marlon R. Schneider: Organ-on-Chip Technology: Current State and Future Developments. In: Genes. Band 8, Nr. 10, 11. Oktober 2017, ISSN 2073-4425, S. 266, doi:10.3390/genes8100266, PMID 29019963, PMC 5664116 (freier Volltext) – (mdpi.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  6. Julia Scheinpflug, Moritz Pfeiffenberger, Alexandra Damerau, Franziska Schwarz, Martin Textor: Journey into Bone Models: A Review. In: Genes. Band 9, Nr. 5, 10. Mai 2018, ISSN 2073-4425, S. 247, doi:10.3390/genes9050247 (mdpi.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  7. Fanny Knöspel, Zsofia Ban, Gilbert Schönfelder, Marlon R Schneider: Next milestone in understanding early life—blastoids mimic embryogenesis in vitro. In: Biology of Reproduction. 24. August 2018, ISSN 0006-3363, doi:10.1093/biolre/ioy182 (oup.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  8. Zsofia Ban, Fanny Knöspel, Marlon R. Schneider: Shedding light into the black box: Advances in in vitro systems for studying implantation. In: Developmental Biology. Band 463, Nr. 1, Juli 2020, S. 1–10, doi:10.1016/j.ydbio.2020.04.003 (elsevier.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  9. Ailine Stolz, Gilbert Schönfelder, Marlon R. Schneider: Endocrine Disruptors: Adverse Health Effects Mediated by EGFR? In: Trends in Endocrinology & Metabolism. Band 29, Nr. 2, Februar 2018, S. 69–71, doi:10.1016/j.tem.2017.12.003 (elsevier.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  10. Ailine Stolz, Markus Becker, Elisa Wistorf, Norman Ertych: Biomedical Research Meets Toxicology: How In Vitro Chromosome Instability Methods Can Contribute to Carcinogenicity Prediction. In: Cancer Research. Band 80, Nr. 8, 15. April 2020, ISSN 0008-5472, S. 1626–1629, doi:10.1158/0008-5472.CAN-19-2822 (aacrjournals.org [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  11. Philip Bischoff, Marja Kornhuber, Sebastian Dunst, Jakob Zell, Beatrix Fauler: Estrogens Determine Adherens Junction Organization and E-Cadherin Clustering in Breast Cancer Cells via Amphiregulin. In: iScience. Band 23, Nr. 11, November 2020, S. 101683, doi:10.1016/j.isci.2020.101683 (elsevier.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  12. Olena Kucheryavenko, Silvia Vogl, Philip Marx-Stoelting: Chapter 1. Endocrine Disruptor Effects on Estrogen, Androgen and Thyroid Pathways: Recent Advances on Screening and Assessment. In: Issues in Toxicology. Royal Society of Chemistry, Cambridge 2020, ISBN 978-1-78801-741-1, S. 1–24, doi:10.1039/9781839160738-00001 (rsc.org [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  13. Tewes Tralau, Michael Oelgeschläger, Rainer Gürtler, Gerhard Heinemeyer, Matthias Herzler: Regulatory toxicology in the twenty-first century: challenges, perspectives and possible solutions. In: Archives of Toxicology. Band 89, Nr. 6, Juni 2015, ISSN 0340-5761, S. 823–850, doi:10.1007/s00204-015-1510-0 (springer.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  14. T. Burgdorf, A.H. Piersma, R. Landsiedel, R. Clewell, N. Kleinstreuer: Workshop on the validation and regulatory acceptance of innovative 3R approaches in regulatory toxicology – Evolution versus revolution. In: Toxicology in Vitro. Band 59, September 2019, S. 1–11, doi:10.1016/j.tiv.2019.03.039 (elsevier.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  15. Marja Kornhuber, Sebastian Dunst, Gilbert Schönfelder, Michael Oelgeschläger: The E-Morph Assay: Identification and characterization of environmental chemicals with estrogenic activity based on quantitative changes in cell-cell contact organization of breast cancer cells. In: Environment International. Band 149, April 2021, S. 106411, doi:10.1016/j.envint.2021.106411 (elsevier.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  16. Johanna Ndikung, Dorothe Storm, Norman Violet, Achim Kramer, Gilbert Schönfelder: Restoring circadian synchrony in vitro facilitates physiological responses to environmental chemicals. In: Environment International. Band 134, Januar 2020, S. 105265, doi:10.1016/j.envint.2019.105265 (elsevier.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  17. Svenja Rieke, Sophie Koehn, Karen Hirsch-Ernst, Rudolf Pfeil, Carsten Kneuer: Combination Effects of (Tri)Azole Fungicides on Hormone Production and Xenobiotic Metabolism in a Human Placental Cell Line. In: International Journal of Environmental Research and Public Health. Band 11, Nr. 9, 17. September 2014, ISSN 1660-4601, S. 9660–9679, doi:10.3390/ijerph110909660 (mdpi.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  18. E. Zahn, J. Wolfrum, C. Knebel, T. Heise, F. Weiß: Mixture effects of two plant protection products in liver cell lines. In: Food and Chemical Toxicology. Band 112, Februar 2018, S. 299–309, doi:10.1016/j.fct.2017.12.067 (elsevier.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  19. Constanze Knebel, Thorsten Buhrke, Roderich Süssmuth, Alfonso Lampen, Philip Marx-Stoelting: Pregnane X receptor mediates steatotic effects of propiconazole and tebuconazole in human liver cell lines. In: Archives of Toxicology. Band 93, Nr. 5, Mai 2019, ISSN 0340-5761, S. 1311–1322, doi:10.1007/s00204-019-02445-2 (springer.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  20. Paul Wittkowski, Philip Marx-Stoelting, Norman Violet, Verena Fetz, Franziska Schwarz: Caenorhabditis elegans As a Promising Alternative Model for Environmental Chemical Mixture Effect Assessment—A Comparative Study. In: Environmental Science & Technology. Band 53, Nr. 21, 5. November 2019, ISSN 0013-936X, S. 12725–12733, doi:10.1021/acs.est.9b03266 (acs.org [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  21. Benjamin C. Fischer, Stefanie Rotter, Jens Schubert, Philip Marx-Stoelting, Roland Solecki: Recommendations for international harmonisation, implementation and further development of suitable scientific approaches regarding the assessment of mixture effects. In: Food and Chemical Toxicology. Band 141, Juli 2020, S. 111388, doi:10.1016/j.fct.2020.111388 (elsevier.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  22. Dajana Lichtenstein, Almut Mentz, Felix F. Schmidt, Claudia Luckert, Thorsten Buhrke: Transcript and protein marker patterns for the identification of steatotic compounds in human HepaRG cells. In: Food and Chemical Toxicology. Band 145, November 2020, S. 111690, doi:10.1016/j.fct.2020.111690 (elsevier.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  23. Alexandra Lasch, Philip Marx-Stoelting, Albert Braeuning, Dajana Lichtenstein: More than additive effects on liver triglyceride accumulation by combinations of steatotic and non-steatotic pesticides in HepaRG cells. In: Archives of Toxicology. Band 95, Nr. 4, April 2021, ISSN 0340-5761, S. 1397–1411, doi:10.1007/s00204-021-02997-2 (springer.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  24. Paul Wittkowski, Philip Marx-Stoelting, Norman Violet, Verena Fetz, Franziska Schwarz: Caenorhabditis elegans As a Promising Alternative Model for Environmental Chemical Mixture Effect Assessment—A Comparative Study. In: Environmental Science & Technology. Band 53, Nr. 21, 5. November 2019, ISSN 0013-936X, S. 12725–12733, doi:10.1021/acs.est.9b03266 (acs.org [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  25. Paul Wittkowski, Norman Violet, Michael Oelgeschläger, Gilbert Schönfelder, Silvia Vogl: A quantitative medium-throughput assay to measure Caenorhabditis elegans development and reproduction. In: STAR Protocols. Band 1, Nr. 3, Dezember 2020, S. 100224, doi:10.1016/j.xpro.2020.100224 (elsevier.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  26. Fiona Murphy, Susan Dekkers, Hedwig Braakhuis, Lan Ma-Hock, Helinor Johnston: An integrated approach to testing and assessment of high aspect ratio nanomaterials and its application for grouping based on a common mesothelioma hazard. In: NanoImpact. Band 22, April 2021, S. 100314, doi:10.1016/j.impact.2021.100314 (elsevier.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  27. Henrik Hering, Christian Zoschke, Markus Kühn, Ashish K. Gadicherla, Günther Weindl: TatS: a novel in vitro tattooed human skin model for improved pigment toxicology research. In: Archives of Toxicology. Band 94, Nr. 7, Juli 2020, ISSN 0340-5761, S. 2423–2434, doi:10.1007/s00204-020-02825-z, PMID 32661687, PMC 7367916 (freier Volltext) – (springer.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  28. D. Eleftheriadou, S. Luette, C. Kneuer: In silico prediction of dermal absorption of pesticides – an evaluation of selected models against results from in vitro testing. In: SAR and QSAR in Environmental Research. Band 30, Nr. 8, 3. August 2019, ISSN 1062-936X, S. 561–585, doi:10.1080/1062936X.2019.1644533 (tandfonline.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  29. Kristin Herrmann, Andrea Holzwarth, Soyub Rime, Benjamin C Fischer, Carsten Kneuer: (Q) SAR tools for the prediction of mutagenic properties: Are they ready for application in pesticide regulation? In: Pest Management Science. Band 76, Nr. 10, Oktober 2020, ISSN 1526-498X, S. 3316–3325, doi:10.1002/ps.5828 (wiley.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  30. Christopher Weidner, Matthias Steinfath, Elisa Opitz, Michael Oelgeschläger, Gilbert Schönfelder: Defining the optimal animal model for translational research using gene set enrichment analysis. In: EMBO Molecular Medicine. Band 8, Nr. 8, August 2016, ISSN 1757-4676, S. 831–838, doi:10.15252/emmm.201506025 (wiley.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  31. Christopher Weidner, Matthias Steinfath, Elisa Wistorf, Michael Oelgeschläger, Marlon R. Schneider: A Protocol for Using Gene Set Enrichment Analysis to Identify the Appropriate Animal Model for Translational Research. In: Journal of Visualized Experiments. Nr. 126, 16. August 2017, ISSN 1940-087X, S. 55768, doi:10.3791/55768 (jove.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  32. Matthias Steinfath, Silvia Vogl, Norman Violet, Franziska Schwarz, Hans Mielke: Simple changes of individual studies can improve the reproducibility of the biomedical scientific process as a whole. In: PLOS ONE. Band 13, Nr. 9, 12. September 2018, ISSN 1932-6203, S. e0202762, doi:10.1371/journal.pone.0202762 (plos.org [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  33. Juliane Rudeck, Silvia Vogl, Stefanie Banneke, Gilbert Schönfelder, Lars Lewejohann: Repeatability analysis improves the reliability of behavioral data. In: PLOS ONE. Band 15, Nr. 4, 2. April 2020, ISSN 1932-6203, S. e0230900, doi:10.1371/journal.pone.0230900 (plos.org [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  34. Lars Lewejohann, Kerstin Schwabe, Christine Häger, Paulin Jirkof: Impulse for animal welfare outside the experiment. In: Laboratory Animals. Band 54, Nr. 2, April 2020, ISSN 0023-6772, S. 150–158, doi:10.1177/0023677219891754, PMID 32050843, PMC 7160751 (freier Volltext) – (sagepub.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  35. Paulin Jirkof, Juliane Rudeck, Lars Lewejohann: Assessing Affective State in Laboratory Rodents to Promote Animal Welfare—What Is the Progress in Applied Refinement Research? In: Animals. Band 9, Nr. 12, 25. November 2019, ISSN 2076-2615, S. 1026, doi:10.3390/ani9121026, PMID 31775293, PMC 6941082 (freier Volltext) – (mdpi.com [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  36. Lars Lewejohann: Enrichment für Versuchstiere. In: Dr. Reiko Rackwitz, Prof. Dr. Michael Pees, Prof. Dr. Jörg R. Aschenbach, Prof. Dr. Gotthold Gäbel (Hrsg.): Leipziger Blaue Hefte - 10. Leipziger Tierärztekongress. Tagungsband 1. Universität Leipzig, Leipzig Januar 2020, S. 452–454.
  37. Anne Habedank, Birk Urmersbach, Pia Kahnau, Lars Lewejohann: O mouse, where art thou? The Mouse Position Surveillance System (MoPSS) - an RFID based tracking system. Animal Behavior and Cognition, 13. November 2020, doi:10.1101/2020.11.13.379719 (biorxiv.org [abgerufen am 9. Juni 2021]).
  38. Nils Ohnesorge, Céline Heinl, Lars Lewejohann: Current Methods to Investigate Nociception and Pain in Zebrafish. In: Frontiers in Neuroscience. Band 15, 8. April 2021, ISSN 1662-453X, S. 632634, doi:10.3389/fnins.2021.632634, PMID 33897350, PMC 8061727 (freier Volltext) – (frontiersin.org [abgerufen am 9. Juni 2021]).