Експериментиране с животни

Стабилната температура и стерилитет могат да изкривят биомедицинските изследвания

Лабораторна мишка, родена и израснала в плен

мишки

В лаборатории по целия свят мишки те са главните герои пред мухи, риби и жаби. Тези гризачи са родени и отгледани в плен, за да се занимават с изследвания, както техните предци.

The животински модел Интересно е, защото е бозайник, с който споделяме 95% от генома и подобна имунна система към нашите.

Споделяме 95% от генома и имунна система, подобна на гризачите "

Освен това мишките са евтини, лесни за боравене, не заемат твърде много място, не изискват много грижи и имат кратка бременност (между 19 и 21 дни) с много малки.

Тези характеристики увенчават мишката като крал на лабораторията. В продължение на много години този вид допринася за по-доброто разбиране и намерете нови лекарства за борба с болестите всички видове. Въпреки това, много терапии, разработени с тези гризачи, по-късно се провалят при хората.

Изследовател проверява лабораторна мишка в Института за рак на Розуел Парк (САЩ)

Гуанси (Кристина) Цяо

Този месец две статии в различни научни списания предупреждават, че лабораторните мишки са студени и твърде чисти. „И те също стоят до късно“, добавя Хуан Мартин Кабалеро, отговорен за 80 000 гризачи, които живеят в съоръженията за животни в Научния парк в Барселона (PCB) и Барселонския парк за биомедицински изследвания (PRBB) - най-големият в Испания -.

Тези три фактора отварят a нов дебат относно дизайна на биомедицински експерименти. Преди по-малко от две години Националният институт по здравеопазване (NIH) вече изисква полово равенство на мишките, за да получат по-точни лекарства, както за мъже, така и за жени.

NIH вече поиска паритет на пола в експерименти с мишки преди две години "

Мартин Кабалеро, който е част от различни етични комитети, отговарящи за оценката на дизайна на проучванията върху животни, потвърждава, че този критерий вече се прилага. Той уверява, че те се нуждаят от научна обосновка за проекти, които изискват само мъжки или женски мишки в своите проучвания.

Върховенството на човешкото благосъстояние

Директивите на Европейския съюз установяват, че лабораторните мишки трябва да са между 20ºC и 24ºC. Националният съвет за наука на Съединените щати препоръчва в своето ръководство за грижа и използване на лабораторни животни мишките да живеят между 20ºC и 26ºC.

Вместо това, ако зависи от тях мишките биха предпочели да живеят между 30ºC и 32ºC. Тази разлика може да изкриви резултатите при изследванията на рака и възпалителните процеси, според статия, публикувана този месец в списанието Тенденции в рака.

"Ако повторихме експериментите с мишки при различни температури, резултатите щяха да бъдат различни", казва Бони Хиландър, имунолог от Института по рак в Розуел Парк (САЩ), която приканва изследователите да правят експерименти при температури. По-високи, за да видят разликите в резултати.

„Ако повторихме експериментите с мишки при различни температури, резултатите ще бъдат различни“

Бони Хиландър
Съавтор на статията и имунолог в Института за рак на Розуел Парк (САЩ)

Според Мартин Кабалеро тази ситуация се дължи на факта, че енергийните разходи за поддържане на съоръженията и температурата се отчитат повече за благосъстоянието на хората, отколкото за благосъстоянието на мишките. От 80 000, в които се помещават двете обори, които той управлява, той изчислява, че по-малко от 2% живеят при около 30ºC.

Живот от 30ºC

В Института за биомедицински изследвания в Барселона (IRB Барселона) Антонио Зорцано, координатор по молекулярна медицина в центъра и професор в Университета в Барселона (UB), придоби „малък шкаф“ с капацитет за около 80 мишки, които живеят при 30 ° C. Има и други, които съжителстват при 5 ° C.

За своя изследователски екип по сложни метаболитни и митохондриални заболявания температура това е „съществена“ променлива за анализ на механизмите за контрол на телесното тегло, които животното задейства.

Температурата е „съществена“ променлива при изследването на метаболитни заболявания “

Част от енергийните ни разходи отиват за производството на топлина. Човек може да разпредели до 100 kcal на ден от 2000 kcal, които поглъща, за да регулира телесната температура.

Ако тази енергия не се изразходва, тя се натрупва под формата на мазнини и след два месеца човек може да спечели до един килограм тегло, Зорцано подчертава значението на температурата в своите изследвания. „Температурата е критичен фактор, който силно влияе на резултатите“, отбелязва Мартин Кабалеро.

Върхът на айсберга

За Мартин Кабалеро температурата е „върхът на айсберга“ на лошия дизайн на някои експерименти, които не отчитат степента, до която различни фактори могат да повлияят на резултатите от експериментите.

Лабораториите са етапи без микроби. Дрескодът в зоната за тестване на животни е роклята. На вратата за достъп има влажна постелка, която премахва микроорганизмите от подметките на обувките.

Там бактериите и вирусите не са добре дошли. Мишките са имуносупресирани и ако в тях попадне някаква мръсотия, това ще предизвика "хаос" в съоръжението за животни, казва Зорцано.

Вместо този месец списанието Природата Той предупреди в статия, че имунната система на лабораторни мишки е по-подобна на тази на новородено от нашия вид, отколкото на възрастен човек. Авторите, координирани от Университета в Минесота (САЩ), отдават тази ситуация на факта, че много от терапиите, разработени при мишки, не са успешни при хората.

Имунната система на мишките е по-подобна на тази на новородено, отколкото на възрастен "

Например лабораторните мишки имат много ниски нива на един вид защита (CD8 + Т лимфоцити) в сравнение с възрастните хора. Тези клетки на имунната система узряват от контакт с патогени по време на детството и по-късно помагат в борбата с инфекцията и раковите клетки.

Лабораторните мишки живеят в условия с "ненормално" ниво на хигиена, критикува статията. Ето защо авторите му предлагат да споделят къща с „мръсни мишки от волиера“, за да създадат по-полезен животински модел за биомедицински изследвания. Според резултатите от техния експеримент това съжителство подобрява до 10 000 пъти отговора на имунната система на гризачи срещу бактериална инфекция.

Въпреки че Мартин Кабалеро се съгласява с подхода на тази статия, той предупреждава за трудността на количественото определяне и контролиране на нивото на замърсяване при мишки. Той също така добавя, че непознаването на генетичния произход на птиците затруднява експериментирането. Във всяко проучване е необходимо да се контролират всички променливи, за да може по-късно да се повторят тестовете.

Цяла нощ без сън

The биологичен часовник на мишките е много различно от това на хората. Гризачите са активни в нашия нощен цикъл и в лабораторията се държат по същия начин, казва Мартин Кабалеро.

Когато изследователите извършват своите експерименти, мишките са във фаза на сън. Биохимичните параметри на гризачите се променят с циркадния ритъм и това също може да повлияе на резултатите от биомедицинските изследвания.

Мишка, упражняваща се в института Salk в Калифорния (САЩ)

Мартин Кабалеро казва, че едно от внедрените решения са стаите с променен светлинен цикъл. В осем часа сутринта се включват червени или бели натриеви светлини, излъчващи дължини на вълните, които гризачите не могат да видят, за да ги накарат да повярват, че е нощ. „Трябва да преосмислите изследването“, казва този ветеринарен лекар с повече от 30 години опит.

По-малко животинско бъдеще

Напредъкът в биомедицината взриви изследователски модели на животни. Науките за живота се нуждаят от гризачи, за да разберат биологичните механизми и да тестват лекарства в онкологията, неврологията или регенеративната медицина.

"Лабораторната мишка живее като крал в петзвезден хотел", обобщава Зорцано. Но ученият също така признава, че съоръженията за животни трябва да бъдат усъвършенствани, за да се подобри моделът за изследване на животните.

"Лабораторната мишка живее като крал в петзвезден хотел"

Антонио Зорцано
Координатор по молекулярна медицина в IRB Барселона

Изследователят се позовава на някои конюшни в САЩ, като Харвардския университет, които могат да заемат цели сгради с помещения с различни условия: „Това изисква да се изследва Формула 1“.

Животинските модели отиват една стъпка по-далеч от клетъчните култури, при които изследователят анализира изолирани клетки в чаша на Петри. Но биомедицината "става все по-усъвършенствана" и се нуждае от нови изследователски модели, казва Хосеп Самитие, директор на Института за биоенгинерия в Каталуния (IBEC).

В техния център те работят по новата парадигма на предклиничните изпитвания: създаване на изкуствени системи, които функционират като истински човешки тъкани и органи, за да тестват безопасността и ефикасността на новите лекарства.

Прецизната медицина търси специфичната терапия, която да се прилага в точното време на пациента

Томас Баруик/Гети

Прецизната медицина - за конкретен пациент в точното време - все повече премахва животинските модели от изследвания. „По някакъв начин трябва да започнем да създаваме модели инвитро което може да възпроизведе разликата, която виждаме например при различните видове рак на гърдата “, казва Самитие.

Ученият признава, че все още сме далеч от извличането на ракови клетки от пациент чрез биопсия и култивирането им в тези изкуствени модели, за да тестваме различни терапии и да решим кое е най-доброто лечение. „Идеалното би било човек-клонинг да прави експерименти, но би било етично осъдително“, представете си за бъдещето.

Засега изследванията все още зависят от новите изследователски модели, изследователите не трябва да преосмислят положението на своите гризачи, както този месец някои от членовете на международната научна общност осъдиха.