Они сыграли важную роль во многих прорывах в медицине, улучшая наше понимание рака молочной железы, повреждений мозга, лейкемии у детей, кистозного фиброза, малярии, рассеянного склероза, туберкулеза и многих других заболеваний.
Они сыграли важную роль во многих прорывах в медицине, улучшая наше понимание рака молочной железы, повреждений мозга, лейкемии у детей, кистозного фиброза, малярии, рассеянного склероза, туберкулеза и многих других заболеваний. Конечно, вклад мышей в науку не может быть недооценен. Но что готовит будущее для этого пушистого обитателя лаборатории?
Некоторые источники утверждают, что научные исследования на животных практиковались, по меньшей мере, с 500 г. до н.э.. Королева Виктория – монарх Британской империи в течение длительного периода 19 века – примечательна тем, что была первой знаменитостью, которая выступала против вивисекции. А картины это периода демонстрируют научные исследования, проводимые на собаках.
Тем не менее, это не продлилось даже до начала 20 века, когда наука обратила свое внимание на скромную мышь.
В 1902 году популярность обрели «забавные мыши» — линия мышей, которые были домашними питомцами, а не бедствием для кладовок – генетик Уильям Эрнест Кастл (William Ernest Castle) поселил забавную мышку в своей лаборатории в Harvard University в Кембридже, штат Массачусетс.
Генетики, работавшие под руководством Кастла, были первыми учеными, которые могли представить, какое огромное влияние на генетические исследования имеют чистые, генетически однородные линии мышей. Они начали разводить мышей для этой цели, и многие виды мышей, используемых в современных лабораториях, имеют следующие названия: B6, B10, C3H, CBA, BALB/c , а их корни берут начало от мышей, которых разводили эти ученые.
Команда Кастла прежде всего была заинтересована в использовании мышей для демонстрации генетической основы рака, но огромной пользой генетически однородных мышей было то, что они впервые позволяли независимым ученым проводить эксперименты на одинаковом генетическом материале.
В наше время команда ученых в одной части мира может напрямую сравнить свои результаты с другой командой без опасений в том, что результаты будут неточны из-за естественной изменчивости животных.
California Biomedical Research Association утверждает, что почти каждый прорыв в медицине за последние 100 лет явился прямым результатом исследований на животных. Тем не менее, большую часть 20 века излюбленным лабораторным животным была не мышь, а плодовая муха, а с 1970х годов – аскарида.
Уход от научных экспериментов на этих видах животных объяснялся желанием людей лучше познать себя. В общей генетической родословной, которая связывает всех животных на нашей планете, плодовые мухи и аскариды отошли от ветви, ведущей к млекопитающим, около 570 миллионов лет назад.
Дивергенция же в линии млекопитающих между мышами и людьми произошла сравнительно недавно – около 60-100 миллионов лет назад.
Почему мыши?
Мыши и люди имеют 97,5% схожей рабочей ДНК. Мышь стала первым млекопитающим животным, у которого произвели секвенирование генома, в результате которого оказалось, что в человеческой ДНК существует только 21 ген, не характерный для мыши, а у мыши есть только 14 генов, уникальных для нее и не встречающихся у человека.
Исследования в начале 1990-х годов предположили, что можно провести грубую сборку человеческого генома из мышиного путем ошибок в 130-170 кусочках и сборкой их в обратном порядке.
Статья 2013 года в The Conversation о роли мышей в науке 21 века определила 3 главные цели:
- Облегчение понимания функциональных частей генома
- Моделирование болезней человека в исследованиях
- Помощь в развитии генной терапии заболеваний человека
Авторы этой статьи говорят, что главное преимущество мыши, как объекта исследований — это то, что, в то время как здоровье человека определяется комбинацией генов и окружающей средой, где даже у однояйцевых близнецов одна и та же болезнь может развиваться по-разному, генетические изменения у них можно определить более точно.
Лабораторные мыши живут только 2-3 года, давая ученым возможность изучать эффективность лечения или генетических манипуляций в течение всей их жизни или даже нескольких поколений, что является невозможным у человека.
Возможно, самым удивительным открытием стало то, что результаты исследования могут быть искажены из-за пола исследователя. Исследование, проведенное в McGill University в Монреале, Канада, утверждает, что были обнаружены некоторые анекдотичные свидетельства – лабораторные мыши и крысы становятся напряженными в присутствии мужчин – исследователей, чего не отмечалось при женщинах. А это может исказить результаты.
Другой гендерный аргумент заключается в том, что для лабораторных экспериментов чаще всего используют самцов мышей. Традиционно считается, что цикл течки у самок может повлиять на результаты исследования, и контролировать эти изменения очень сложно. Поэтому самцы используются в экспериментах почти в 5 раз чаще, чем самки.
Уйдут ли в прошлое испытания на животных?
Доклады о недостатках моделирования на мышах совместно с критикой со стороны некоторых ученых и защитников прав животных в адрес проведения испытаний на животных и этических проблемах лечения их ставят вопрос о будущем таких опытов.
В прошлом году Popular Science отметило, что 90% лекарств, тестируемых на животных, терпят неудачу в испытаниях на людях из-за генетических различий между видами. В статье также сообщается, что наметилась тенденция к использованию человеческих клеток, а не самих животных, для тестирования лекарств. А это означает, что в некоторых исследованиях животных можно будет заменить.
«Существует много причин, по которым утверждают, что 90% лекарств, прошедших испытания на животных, при применении у человека не выдерживают никакой критики», — отметил профессор Рут Аркелл (Ruth Arkell) из Australian National University, который написал много работ об исследованиях на мышах.
Он объяснил, что при изучении рака ученые собирали различные его виды вместе, ожидая, что модифицированные мыши положительно ответят на лечение, затрагивающее определенные механизмы, но эти препараты не будут эффективны на людях. Проблема заключается в неправильной классификации, а не в проблеме мышей, как таковой.
Уменьшат ли новые технологии потребности науки в лабораторных животных, еще предстоит выяснить. Тестирование лекарств на мышах и других животных позволяет ученым наблюдать, как лекарство взаимодействует с системой кровообращения, какие эффекты оно оказывает на различные органы, так как все это происходит в целостном организме. Этого преимущества лишены все эти модульные системы.
Новые линии лабораторных мышей выводят с постоянно возрастающей скоростью, и, кажется, что мыши пока так и останутся неотъемлемой частью лабораторий.
