stringtranslate.com

Испытания на животных на грызунах

Грызуны использовались в биомедицинских экспериментах с 1650-х годов. [1] В настоящее время грызуны широко используются в испытаниях на животных , в частности, мыши и крысы , а также морские свинки , хомяки , песчанки и другие. Мыши являются наиболее часто используемым видом позвоночных из-за их доступности, размера, низкой стоимости, простоты обращения и высокой скорости размножения .

Статистика

В Великобритании в 2015 году было проведено 3,33 миллиона процедур на грызунах (80% от общего числа процедур в том году). Наиболее распространенными видами были мыши (3,03 миллиона процедур, или 73% от общего числа) и крысы (268 522, или 6,5%). Другие виды грызунов включали морских свинок (21 831 / 0,7%), хомяков (1 500 / 0,04%) и песчанок (278 / 0,01%). [2]

В США количество использованных крыс и мышей не сообщается, но оценки варьируются от около 11 миллионов [3] до приблизительно 100 миллионов. [4] В 2000 году Федеральное исследовательское подразделение Библиотеки Конгресса опубликовало результаты анализа своей базы данных по крысам, мышам и птицам: исследователи, заводчики, перевозчики и экспоненты.

В базе данных перечислено более 2000 исследовательских организаций, из которых около 500 были исследованы, и со 100 из них сотрудники FRD связались напрямую. В число этих организаций входят больницы, государственные организации, частные компании (фармацевтические компании и т. д.), университеты/колледжи, несколько средних школ и научно-исследовательские институты. Из этих 2000 около 960 регулируются Министерством сельского хозяйства США (USDA), 349 — Национальным институтом здравоохранения (NIH) и 560 аккредитованы AALAC. Примерно 50 процентов организаций, с которыми связались, указали конкретное или приблизительное количество животных в своих лабораториях. Общее количество животных для этих организаций составляет: 250 000–1 000 000 крыс; 400 000–2 000 000 мышей; и 130 000–900 000 птиц.

Типы грызунов

Мыши

Мыши являются наиболее часто используемым видом позвоночных, популярным из-за их доступности, размера, низкой стоимости, простоты обращения и высокой скорости размножения. [5] Мыши быстро достигают половой зрелости, а также быстро вынашивают потомство , причем в лабораториях новое поколение может появляться каждые три недели, а продолжительность их жизни относительно коротка — два года. [6]

Они широко считаются основной моделью наследственных заболеваний человека и разделяют 99% своих генов с человеческими. [7] С появлением технологии генной инженерии генетически модифицированные мыши могут быть созданы на заказ и могут стоить сотни долларов за штуку. [8]

Производство трансгенных животных заключается в инъекции каждой конструкции в 300–350 яиц, что обычно составляет три дня работы. Из этого количества инъецированных яиц обычно рождается от двадцати до пятидесяти мышей. Эти животные проверяются на наличие трансгена с помощью анализа генотипирования полимеразной цепной реакции . Количество трансгенных животных обычно варьируется от двух до восьми. [9]

Производство химерных мышей заключается в инъекции эмбриональных стволовых клеток, предоставленных исследователем, в 150–175 бластоцист , что составляет три дня работы. Из этого количества инъецированных бластоцист обычно рождается от тридцати до пятидесяти живых мышей. Обычно цвет кожи мышей, из которых получены бластоцисты-хозяева, отличается от цвета кожи штамма, используемого для получения эмбриональных стволовых клеток. Обычно от двух до шести мышей будут иметь кожу и волосы с более чем семидесятью процентами вклада ES-клеток, что указывает на хорошую вероятность вклада эмбриональных стволовых клеток в зародышевую линию . [9]

сирийские хомяки

Золотистые или сирийские хомяки ( Mesocricetus auratus ) используются для моделирования заболеваний человека, включая различные виды рака, метаболические заболевания, нераковые респираторные заболевания, сердечно-сосудистые заболевания, инфекционные заболевания и общие проблемы со здоровьем. [10] В 2006–2007 годах сирийские хомяки составляли 19% от общего числа участников исследований на животных в Соединенных Штатах. [11]

Крысы

Грызуны, такие как крысы, являются наиболее распространенной моделью при исследовании последствий сердечно-сосудистых заболеваний, поскольку последствия для грызунов имитируют последствия для людей. [12] Крысы также использовались в качестве инструментов в исследованиях, чтобы попытаться выяснить, есть ли разница в последствиях кокаина для взрослых и подростков. [13]

Ограничения

Хотя мыши, крысы и другие грызуны являются наиболее широко используемыми животными в биомедицинских исследованиях, недавние исследования выявили их ограничения. [14] Например, полезность использования грызунов в тестировании на сепсис, [15] [16] ожоги, [16] воспаление, [16] инсульт, [17] [18] БАС, [19] [20] [21] болезнь Альцгеймера, [22] диабет, [23] [24] рак, [25] [26 ] [27] [28] [29] рассеянный склероз, [30] болезнь Паркинсона [30] и другие заболевания была поставлена ​​под сомнение рядом исследователей. Что касается экспериментов на мышах, в частности, некоторые исследователи жаловались, что «годы и миллиарды долларов были потрачены впустую, следуя ложным указаниям» в результате озабоченности использованием этих животных в исследованиях. [14]

Мыши отличаются от людей несколькими иммунными свойствами: мыши более устойчивы к некоторым токсинам , чем люди; имеют более низкую общую фракцию нейтрофилов в крови , более низкую ферментативную способность нейтрофилов , более низкую активность системы комплемента и другой набор пентраксинов, участвующих в воспалительном процессе ; и не имеют генов для важных компонентов иммунной системы, таких как IL-8 , IL-37 , TLR10 , ICAM-3 и т. д. [15] Лабораторные мыши, выращенные в условиях , свободных от специфических патогенов (SPF), обычно имеют довольно незрелую иммунную систему с дефицитом Т-клеток памяти . Эти мыши могут иметь ограниченное разнообразие микробиоты , что напрямую влияет на иммунную систему и развитие патологических состояний. Более того, персистирующие вирусные инфекции (например, герпесвирусы ) активируются у людей, но не у мышей SPF, с септическими осложнениями и могут изменить устойчивость к бактериальным коинфекциям . «Грязные» мыши, возможно, лучше подходят для имитации человеческих патологий. Кроме того, в подавляющем большинстве исследований используются инбредные линии мышей, в то время как человеческая популяция неоднородна, что указывает на важность исследований на межлинейных гибридных, аутбредных и нелинейных мышах. [15]

В статье в журнале The Scientist отмечается: «Трудности, связанные с использованием животных моделей для изучения человеческих заболеваний, обусловлены метаболическими, анатомическими и клеточными различиями между людьми и другими существами, но проблемы лежат еще глубже», включая вопросы, связанные с разработкой и проведением самих тестов. [18]

Например, исследователи обнаружили, что многие крысы и мыши в лабораториях страдают ожирением из-за избыточного питания и минимальной физической нагрузки, что изменяет их физиологию и метаболизм лекарств. [31] Многие лабораторные животные, включая мышей и крыс, находятся в хроническом стрессе, что также может негативно влиять на результаты исследований и способность точно экстраполировать результаты на людей. [32] [33] Исследователи также отметили, что многие исследования с участием мышей, крыс и других грызунов плохо спланированы, что приводит к сомнительным результатам. [18] [20] [21] Одним из объяснений недостатков исследований грызунов, содержащихся в лабораторных клетках, является то, что у них отсутствует доступ к факторам окружающей среды и, следовательно, постоянная свобода принимать решения и испытывать их последствия. Содержание грызунов в крайне бедных условиях приводит к тому, что эти животные в неволе приобретают меньшее сходство с людьми или их дикими сородичами. [34]

Некоторые исследования показывают, что неадекватные опубликованные данные по испытаниям на животных могут привести к невоспроизводимым исследованиям, при этом недостающие подробности о том, как проводятся эксперименты, опускаются в опубликованных работах или различия в испытаниях могут вносить предвзятость. Примеры скрытой предвзятости включают исследование 2014 года из Университета Макгилла в Монреале, Канада , которое предполагает, что мыши, с которыми работали мужчины, а не женщины, показали более высокий уровень стресса. [6] [35] [36] Другое исследование, проведенное в 2016 году, показало, что микробиом кишечника у мышей может оказывать влияние на научные исследования. [37]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ d'Isa R, Fasano S, Brambilla R (2024). «Редакционная статья: Дружественные к животным методы тестирования поведения грызунов в нейробиологических исследованиях». Front. Behav. Neurosci . 18 : 1431310. doi : 10.3389/fnbeh.2024.1431310 . PMID  38983871.
  2. ^ «Ежегодная статистика научных процедур на живых животных, Великобритания, 2015 г. Министерство внутренних дел
  3. ^ Статистика США, 2014 г. — Говоря об исследованиях
  4. ^ Карбоне, Л. (2004). Чего хотят животные: экспертиза и пропаганда в политике защиты лабораторных животных . Oxford University Press. ISBN 9780195161960.
  5. ^ Уиллис-Оуэн СА, Флинт Дж (2006). «Генетическая основа эмоционального поведения у мышей». Eur. J. Hum. Genet . 14 (6): 721–8. doi : 10.1038/sj.ejhg.5201569 . PMID  16721408.
  6. ^ ab «Любимое в мире лабораторное животное оказалось не на высоте, но в истории мыши появились новые повороты». The Economist . 2016-12-24 . Получено 2017-01-10 .
  7. ↑ «Мера человека», пресс-релиз Института Сенгера, 5 декабря 2002 г.
  8. ^ Biosciences, Taconic. «Трансгенные модели мышей и крыс — позитивный и негативный отбор и изогенная ДНК-генная мишень». www.taconic.com .
  9. ^ ab "WUSM :: Mouse Genetics Core :: Services". Вашингтонский университет в Сент-Луисе . 2005-07-07. Архивировано из оригинала 2007-08-04 . Получено 2007-10-22 .
  10. ^ Валентин и др. 2012, с. 875-898.
  11. ^ Министерство сельского хозяйства США (сентябрь 2008 г.), Animal Care Annual Report of Activities - Fiscal Year 2007 (PDF) , Министерство сельского хозяйства США , получено 14 января 2016 г.
  12. ^ Цзя, Тянь; Ван, Чэнь; Хань, Чжэнси; Ван, Сяочжи; Дин, Мин; Ван, Цюаньи (2020-12-07). «Экспериментальные модели сердечно-сосудистых заболеваний на грызунах». Frontiers in Cardiovascular Medicine . 7 : 588075. doi : 10.3389/fcvm.2020.588075 . ISSN  2297-055X. PMC 7750387. PMID 33365329  . 
  13. ^ Керстеттер, Керри А.; Кантак, Кэтлин М. (2007-10-01). «Дифференциальные эффекты самостоятельного приема кокаина у подростков и взрослых крыс на обучение стимул-вознаграждение». Психофармакология . 194 (3): 403–411. doi :10.1007/s00213-007-0852-6. ISSN  1432-2072. PMID  17609932. S2CID  21293891.
  14. ^ ab Kolata, Gina (11 февраля 2013 г.). «Мыши не подходят в качестве подопытных животных для некоторых смертельных болезней человека». The New York Times . New York Times . Получено 6 августа 2015 г. .
  15. ^ abc Корнеев, КВ (18 октября 2019 г.). «Модели сепсиса и септического шока на мышах». Молекулярная биология . 53 (5): 704–717. doi : 10.1134/S0026893319050108 . PMID  31661479.
  16. ^ abc Seok; et al. (7 января 2013 г.). «Геномные ответы в мышиных моделях плохо имитируют воспалительные заболевания человека». Труды Национальной академии наук . 110 (9): 3507–3512. Bibcode : 2013PNAS..110.3507S. doi : 10.1073/pnas.1222878110 . PMC 3587220. PMID  23401516 . 
  17. ^ Барт ван дер Ворп, Х (30 марта 2010 г.). «Могут ли животные модели заболеваний надежно информировать об исследованиях на людях?». PLOS Medicine . 2 (6048): 1385. doi : 10.1371/journal.pmed.1000245 . PMC 1690299. PMID  1000245 . 
  18. ^ abc Гаврилевски, Андреа (1 июля 2007 г.). «Проблема с моделями животных». The Scientist . Получено 6 августа 2015 г.
  19. ^ Бенатар, М (апрель 2007 г.). «Трудности перевода: испытания лечения на мышах SOD1 и при БАС у человека». Нейробиология заболеваний . 26 (1): 1–13. doi :10.1016/j.nbd.2006.12.015. PMID  17300945. S2CID  24174675.
  20. ^ ab Check Hayden, Erika (26 марта 2014 г.). «Вводящие в заблуждение исследования на мышах приводят к трате медицинских ресурсов». Nature . Получено 6 августа 2015 г. .
  21. ^ ab Perrin, Steve (26 марта 2014 г.). «Доклинические исследования: заставьте исследования на мышах работать». Nature . Получено 6 августа 2015 г. .
  22. ^ Кавано, Сара; Пиппин, Джон; Бернард, Нил (10 апреля 2013 г.). «Животные модели болезни Альцгеймера: исторические ловушки и путь вперед1». ALTEX . 31 (3): 279–302. doi : 10.14573/altex.1310071 . PMID  24793844.
  23. ^ Roep, Bart; Atkinson, Mark; von Herrath, Matthias (ноябрь 2004 г.). «Удовлетворение (не) гарантировано: переоценка использования животных моделей при диабете 1 типа». Nature Immunology . 4 (12): 989–997. doi :10.1038/nri1502. PMID  15573133. S2CID  21204695.
  24. ^ Чарукеши Чандрасекера, П.; Пиппин, Джон (21 ноября 2013 г.). «О грызунах и людях: видоспецифическая регуляция глюкозы и исследования диабета 2 типа». ALTEX . 31 (2): 157–176. doi : 10.14573/altex.1309231 . PMID  24270692.
  25. ^ Гленн Бегли, C; Эллис, L (29 марта 2012 г.). «Разработка лекарств: повышение стандартов доклинических исследований рака». Nature . 483 (7391): 531–533. Bibcode :2012Natur.483..531B. doi : 10.1038/483531a . PMID  22460880. S2CID  4326966.
  26. ^ Voskoglou-Nomikos, T; Pater, J; Seymour, L (15 сентября 2003 г.). «Клиническая прогностическая ценность in vitro клеточной линии, человеческого ксенотрансплантата и мышиных аллотрансплантатов доклинических моделей рака» (PDF) . Clinical Cancer Research . 9 (11): 4227–4239. PMID  14519650 . Получено 6 августа 2015 г. .
  27. ^ Деннис, С (17 августа 2006 г.). «Рак: на волосок от смерти». Nature . 442 (7104): 739–41. Bibcode :2006Natur.442..739D. doi : 10.1038/442739a . PMID  16915261. S2CID  4382984.
  28. ^ Гарбер, К. (6 сентября 2006 г.). «Дебаты о новых моделях рака на мышах усиливаются». Журнал Национального института рака . 98 (17): 1176–8. doi : 10.1093/jnci/djj381 . PMID  16954466.
  29. ^ Бегли, Шарон (5 сентября 2008 г.). «Переосмысление войны с раком». Newsweek . Получено 6 августа 2015 г.
  30. ^ ab Bolker, Jessica (1 ноября 2012 г.). «В жизни есть нечто большее, чем крысы и мухи». Nature . Получено 6 августа 2015 г. .
  31. ^ Кресси, Дэниел (2 марта 2010 г.). «Толстые крысы искажают результаты исследований». Nature . 464 (19): 19. doi : 10.1038/464019a . PMID  20203576.
  32. ^ Balcomb, J; Barnard, N; Sandusky, C (ноябрь 2004 г.). «Лабораторные процедуры вызывают стресс у животных». Contemporary Topics in Laboratory Animal Science . 43 (6): 42–51. PMID  15669134.
  33. ^ Murgatroyd, C; et al. (8 ноября 2009 г.). «Динамическое метилирование ДНК программирует устойчивые неблагоприятные эффекты раннего стресса». Nature Neuroscience . 12 (12): 1559–1566. doi :10.1038/nn.2436. PMID  19898468. S2CID  3328884.
  34. ^ Lahvis, Garet (29 июня 2017 г.). «Необузданные биомедицинские исследования из лабораторной клетки». eLife: 1–10. doi:10.7554/eLife.27438.
  35. ^ Кацнельсон, Алла (2014). «Исследователи-мужчины подвергают грызунов стрессу». Nature . doi : 10.1038/nature.2014.15106 . S2CID  87534627.
  36. ^ "Мужской запах может поставить под угрозу биомедицинские исследования". Наука | AAAS . 2014-04-28 . Получено 2017-01-10 .
  37. ^ «Мышиные микробы могут затруднить воспроизведение научных исследований». Наука | AAAS . 2016-08-15 . Получено 2017-01-10 .

Источники

Внешние ссылки