ЗдоровьеВопрос эксперту: Почему научные эксперименты почти всегда проводятся на крысах и мышах
А на обезьянах — реже всего
С людьми всё понятно: на них многие эксперименты не могут проводиться по этическим причинам. То есть сложно себе представить, что какой-нибудь учёный намеренно заразит здорового человека онкологическим заболеванием в своей секретной лаборатории, а затем возьмётся его лечить в надежде изобрести лекарство от рака.
Даже несложные исследования, связанные, скажем, с изучением того, как лишение сна влияет на функции мозга, должны следовать массе принципов ещё со времён Нюрнбергского кодекса 1947 года. Это и социальная и клиническая ценность, и научная ответственность (то, что исследование даст ответ на поставленный учёными вопрос), и благоприятное соотношение риска и пользы, и, конечно, добровольное согласие участника, который при этом должен пройти предварительную подготовку и иметь возможность остановить эксперимент в любой момент по своему желанию.
С животными дело обстоит иначе. У них не принято требовать согласия на участие, они не подадут на команду учёных в суд, если что-то пойдёт не так, и не завалят эксперимент, который готовился годами, а иногда и десятилетиями, если им вдруг захотелось из него выйти. И хотя защитники животных не перестают критиковать систему (с каждым годом, кстати, у них всё больше шансов победить, так как возможность выращивать в лабораториях идентичные человеческим органы как бы намекает), без них в медицинских исследованиях до сих пор никуда.
Но вы когда-нибудь задумывались, почему именно грызуны становятся участниками исследований о здоровье чаще всего? Разбираемся в этом, а заодно рассказываем, какие ещё представители животного мира входят в число лабораторных фаворитов.
Текст: Марина Левичева
Плодовые мушки и генетика
Плодовые мушки (самая известная из них — Drosophila melanogaster) нередко заводятся в подгнивших овощах и фруктах или в цветочных горшках, доставляя массу неудобств тому, кто с ними столкнулся. Если, конечно, этот человек не генетик, потому что он пусть не обрадовался бы такому соседству, но по крайней мере отдал бы мушкам должное. Ещё в 1930 году генетические исследования не могли обойтись без этих насекомых, и сегодня ситуация тоже не сильно поменялась.
Секрет плодовых мушек в том, что разводить их очень бюджетно, они быстро размножаются и имеют очень простой генетический состав. Последнее особенно важно для учёных, потому что у мушек большие неразделённые хромосомы, за которыми легко наблюдать и на которых можно ставить разные эксперименты. Именно хромосомы плодовой мухи дали науке первое представление о множестве генетических вариаций между видами и особями.
Интересно, что для участия в экспериментах мушки должны быть «девственно чисты», как бы смешно это ни звучало. Самки плодовых мушек часто спариваются с несколькими самцами, а для чистоты экспериментов необходимо не допустить появления на свет смешанного потомства. Даже в том случае, если мушку в рамках эксперимента планируется «свести» с самцом другого вида, чтобы посмотреть на доминантные и рецессивные гены, исследователям важно понимать, что в итоговый вариант мушки не вмешалось что-то постороннее.
Помимо простой генетической структуры, безусловным преимуществом плодовых мушек является то, что у них очень быстрый жизненный цикл. То есть всего за пару месяцев учёные могут узнать, как тот или иной стимул влияет на генетику сотен поколений.
Грызуны и всё на свете
По данным Фонда биомедицинских исследований США, впечатляющие 95 % лабораторных животных — это мыши и крысы. И без них действительно никуда, так как они участвуют буквально во всех исследованиях, идёт речь о тестировании новой биологически активной добавки или препарате, который может спасти миллионы жизней.
При этом грызуны маленькие, просты в «обслуживании», легко адаптируются к новым условиям и живут относительно недолго (от двух до трёх лет), что позволяет проследить несколько жизненных циклов. А ещё их, в отличие от многих других животных, часто разводят специально для исследований. Кстати, большинство крыс, которые используются в науке, идентичны генетически, что позволяет сделать результаты исследований более однородными.
Но, конечно, всё это не самое главное. Потому что самое главное — то, что их биология, генетика и даже поведение очень похожи на человеческие. Вот ещё немного цифр: крысы, мыши и люди имеют около 30 тысяч генов, из которых примерно 95 % являются общими для всех трёх видов. Геном человека был секвенирован в 2001 году (и почти окончательно в 2003 году), мыши и крысы — в 2002 и 2004 годах соответственно. Только представьте, что можно сделать, имея на руках такой массив генетической информации.
Выводят даже трансгенных мышей, в которых изначально заложены гены, способные реально или потенциально (зависит от того, на каком этапе исследование) вызывать те или иные болезни у человека. До определённого момента ген или несколько генов могут находиться в спящем состоянии, а когда учёным потребуется, они его активируют.
Сегодня мыши и крысы помогают в исследованиях диабета и ожирения, глухоты и проблем с дыханием, болезни Паркинсона и болезни Альцгеймера, рака и муковисцидоза. И это лишь небольшая часть примеров. К слову, активное использование именно грызунов объясняется ещё и тем, что их активно использовали раньше. Иными словами, учёные знают об этих животных почти всё и многие выводы в исследованиях оказывается делать проще и быстрее, да и результаты таких исследований получаются более точными.
Говоря о грызунах и их поведении, нельзя не вспомнить американского этолога и исследователя психологии Джона Би Кэлхуна, который в 1970-х годах провёл серию экспериментов на мышах, самый известный из которых назвался Universe 25. Его целью было создать мышиную утопию и посмотреть, как грызуны вели бы себя в мире, в котором есть всё и у каждого. Четыре пары абсолютно здоровых мышей поместили в «бункер», где у них был неограниченный доступ к еде и воде, комфортная температура, удобные зоны для продолжения рода и созданы такие условия, где мыши не могли ничем заболеть и никак пораниться.
Какое-то время они питались, размножались и жили вполне спокойно, а потом случилось ужасное. Часть мышей, которым не досталось никакой роли в группах, стали вялыми и апатичными. Другие, которые пользовались успехом в «обществе», наоборот, стали настолько агрессивными, что в какой-то момент начали насильно спариваться не только с самками, но и с самцами. Некоторые мыши занялись каннибализмом, причём делали это не только во время драк, но даже матери начали убивать своих детей. В итоге вся колония вымерла. Сам Кэлхун намекнул (хотя коллеги с ним и не соглашались), что для человечества это примерно то же самое, что и «моральное разложение» людей, добившихся в жизни всего.
Свиньи и сердце
В начале января 2022 года в Медицинском университете Мэриленда была проведена уникальная операция: 57-летнему Дэвиду Беннетту с неизлечимой болезнью сердца пересадили генетически модифицированное сердце свиньи. К сожалению, спустя два месяца храбрый пациент умер (бабуин, на котором тестировали технологию до этого, прожил полгода), но его вклад в науку неоценим.
Свиней используют для экспериментов в разных областях, включая, например, дерматологию. Но их главная ценность — в потенциальной способности решить проблему с пересадкой органов и их острой нехваткой для умирающих пациентов. Дело в том, что многие биологические системы свиней, хотя внешне мы с ними совсем не похожи, схожи с нашими собственными. И если что-то работает в свинье, говорят учёные, это с высокой долей вероятности будет работать в человеке (пример выше).
Лучше всего людям подходит сердечно-сосудистая система свиньи, так как и по форме, и по размеру два сердца почти идентичны. А ещё у свиней точно так же, как и у людей могут накапливаться бляшки в артериях, развиваться атеросклероз и происходить что-то аналогичное инфаркту миокарда.
Обезьяны и особые исследования
Обезьяны — самый близкий к человеку вид, но в то же время это вид с самой высокой чувствительностью. Именно поэтому нечеловекообразных приматов, как их ещё называют, используют только в крайних случаях, когда без них невозможно.
Например, если речь идёт о заболеваниях мозга, репродуктивной функции или инфекциях, к которым невосприимчивы крысы. На приматах часто тестируют токсичность препаратов, которые следом будут испытаны на людях, если всё пройдёт хорошо. И, конечно, их используют при разработке вакцин: известно, что в доклинических испытаниях антиковидных J&J, Pfizer — BioNTech и Moderna участвовали как раз макаки-резусы.
Первая теория причины депрессии появилась благодаря исследованиям на обезьянах, и несколько позже это подарило нам антидепрессанты. А ещё приматы сыграли огромную роль в исследованиях ВИЧ и СПИДа, что привело к появлению антиретровирусной терапии (АРТ). Поэтому, даже если согласиться с тем, что эти эксперименты проводятся едва ли не на границе этических норм, их значение для всего человечества сложно переоценить.
ФОТОГРАФИИ: Mandrixta — stock.adobe.com, brulove — stock.adobe.com
