https://frosthead.com

Labori roti ajalugu on täis teaduslikke triumfe ja eetilisi väljakutseid

Rohkem kui 20 aastat tagasi juhtisid kaks Harvardi ülikooli meditsiiniuurijat, Joseph ja Charles Vacanti meeskonda, kes kasvatas laborihiire tagaküljel edukalt inimese kõrvakujulist kõhretükki. Katseks kasutati lehma kõhrerakkudega täidetud kõrvakujulist vormi. Kõrv pandi kõigepealt inkubaatorisse ja kui see hakkas kasvama, siirdati see alasti hiire kehasse (laboratoorse hiire liik, mille geneetiline mutatsioon põhjustab lagunenud või puuduvat harknääre elundit, pärssides loomi immuunsussüsteem ja võime võõraste kudesid tagasi lükata).

Nagu loom on teada saanud, jätkas „Earmouse” või Vacanti hiir koetüki kasvamist seljast, kuni see sarnanes inimese kõrva suuruse ja kujuga. Meeskond avaldas 1997. aastal oma uurimistöö plastilise ja rekonstrueeriva kirurgia alal. Katse eesmärk oli kontrollida kasvavate kudede elujõulisust hilisemaks siirdamiseks inimpatsientidele. Ja just eelmisel aastal said Hiinas inimlapsed, kellel on mikrotiiaks nimetatav geneetiline defekt, mis takistab väliskõrva korralikult kasvamist, uusi omaenda rakkudega kasvatatud kõrvu - sarnast protsessi nagu kõrva kõrva kasvatamisel.

Kõrvakõrv Hiir Vacanti, mille seljast kasvab välja inimese kõrvakujuline kõhretükk. (Wikicommonid õiglase kasutamise all)

Hiir, mille selja taga on inimkõrv, võis olla üks närilistega tehtud veidramaid ja visuaalselt segavamaid katseid, kuid hiired on teaduslikes katsetes olnud kasutusel umbes 1902. aasta paiku, mil tunnistas omapärane ja ettevõtlik kasvataja nimega Abbie EC Lathrop loomade potentsiaal geeniuuringuteks. Rottide esmakordset kasutamist katsetes hakati kasutama isegi varem - andmed olid pärit 1850ndatest. Teadlased ostsid oma teemad professionaalsetelt tõuaretajatelt, keda tunti kui „rotifänne“ ja kes hindasid olendeid lemmikloomadena nende ainulaadsete kasukate ja isiksuste eest. Juba aastakümneid on laborirotte ja hiirtel kasutatud suuri teaduse ja meditsiinilisi edusamme, alates vähiravimitest ja HIV-i retroviirusevastastest ravimitest kuni aastase gripivaktsiinini.

Labori hiired - enamasti liigid Mus musculus või koduhiir - on biomeditsiinilised Šveitsi armee noad, genoomidega, mida on geneetiliste uuringute jaoks hõlbus manipuleerida. Inimkeha füsioloogiat jäljendatakse aga täpsemalt Rattus norvegicus ehk Norra rotil ja selle erinevatel tüvedel. Rotid on ka hõlpsasti koolitatavad ja sobivad suurepäraselt psühholoogilisteks eksperimentideks, eriti arvestades nende närvivõrkude sarnasust meie omadega. (Näiteks 1950ndatel ja 60ndatel uurisid teadlased, kes uurisid uudishimu bioloogilisi aluseid, et laborirotid, kellel puuduvad muud stiimulid või ülesanded, eelistavad uurida labürindi tundmatuid osi.)

Rotid on ka palju suuremad kui hiirtel ja neil on paksemad sabad ja räigemad kärsad. Kuid hiirte ja rottide ühised omadused muudavad nad nii linna nuhtluseks kui ka täiuslikuks teaduslikuks merisead.

"Nad paljunevad kiiresti, nad on sotsiaalsed, kohanemisvõimelised ja kõigesööjad, nii et nad söövad peaaegu kõike, " ütleb Oxfordi ülikooli zooloog Manuel Berdoy. Lisaks võimaldab näriliste deminutiivne suurus laborites suhteliselt hõlpsalt säilitada ja nende ühised evolutsioonilised juured inimestega tähendavad liigi genoomide kattuvust.

Selle tulemusel on närilised meie laborid kõik üle võtnud, moodustades peaaegu 95 protsenti kõigist laboriloomadest. Viimase nelja aastakümne jooksul on hiirte ja rottidega rohkem kui neljakordistunud uuringute arv neljakordistunud, samal ajal kui koerte, kasside ja küülikute kohta avaldatud artiklite arv on püsinud üsna konstantne. 2009. aastaks olid hiired üksi vastutavad kolm korda rohkem teadustöid kui sebrakala, puuviljakärbes ja ümaruss.

Närilistega läbi viidud uuringud käsitlevad kõike alates neuroloogiast ja psühholoogiast kuni ravimite ja haigusteni. Teadlased on implanteerinud hiire ajudesse nende liikumise kontrollimiseks elektroonikat, testinud hiirtel korduvalt kokaiini sõltuvust tekitavaid omadusi, manustanud närilistele elektrilööke negatiivse stiimulina, implanteerinud hiirte koljudesse inimese ajusid ning saatnud hiired ja rotid läbi lõputute katsete labürintide. . NASA hoiab isegi laborihiired rahvusvahelise kosmosejaama pardal mikrogravitatsiooni katsete tegemiseks.

Kõigi laboratoorsete hiirte ja rottide aitamisel inimestel on loomade igapäevane kogemus suures osas avalikkuse silme all. Kuid labori näriliste elu võib olla nende teaduse avastamise ja mõistmise rolli parandamise võti.

Teadlased peavad enne laboriloomadega töötamist lubama looma käitlemist ja eetilisi koolitusi, kuigi reeglid varieeruvad sõltuvalt katse toimumise kohast. Kui Kanada ja Euroopa teadlasi jälgib riiklik juhtorgan, siis USA-s kehtivad reeglid erinevad institutsioonide kaupa koos riikliku tervishoiuinstituudi üldiste juhistega. (USA loomade heaolu seadus, mis kaitseb enamikku teadusuuringutes kasutatavaid loomi, jätab hiired ja rotid välja.)

Enamik ülikoole pakub välja kursuse loomade käitlemise kohta, et stressi ja kannatusi kõige paremini vähendada. Parimaid tavasid on aastate jooksul uuendatud, et kajastada muutuvat arusaamist närilistest ja nende vajadustest. Pärast ajakirjas Nature avaldatud 2010. aasta uuringut näitas, et laborirottide sabaga käitlemine põhjustab rohkem ärevust kui loomade tunnelist juhtimine või nende tassitud kätega tõstmine, loobusid laborid kogu maailmas varem levinud tehnikast.

Teadlased, kes soovivad katsetada närilistega, peavad täitma üksikasjaliku avalduse, milles selgitavad, miks töö nõuab loomi. Taotlusi hinnatakse raamistiku järgi, mida nimetatakse kolmeks R-ks : kasutatavate loomade arvu vähendamine, loomade kasutamise asendamine võimaluse korral ja katsete täpsustamine loomade heaolu parandamiseks.

"Rott või hiir ei ole katseklaas jalgadel, " ütleb Berdoy. Näiteks näriliste pidamistingimused on muutunud loomade heaolu pooldajate jaoks raison d'etre'iks . Enamikku labori hiirtest hoitakse kingakarbi suuruses puurides (rottide jaoks on ruumi umbes kahekordistunud) koos mõne piiksuva kaaslasega. Ja kuigi kaasnäriliste omamine rahuldab loomade sotsiaalseid vajadusi, puudub enamikul laboriruumides katsealuste hõivamiseks igasugune keskkonna rikastamise objekt. Nende sünnituste suurus tähendab ka seda, et nad on piiratud loodusliku käitumisega, näiteks urkamine, ronimine või isegi sirge püsti tõusmine.

Ehkki labori hiired ja rotid on sel hetkel geneetiliselt erinevad metsikutest kaaslastest, säilitavad nad paljud samad instinktid. Nende vajaduste mahasurumine võib põhjustada loomadele liigset stressi ja seada ohtu teaduslikud avastused. Berdoy filmis “Laborirott : loodusajalugu” kirjeldatakse, kuidas looduses vabanenud laborirotid käitusid ja suhtlesid sarnaselt oma metsikute esivanematega. Parimate tulemuste saamiseks peaksid teadlased tema arvates katsete kavandamisel arvestama rottide olemusega. "Kui kavatsete katseid teha, " ütleb Berdoy, "peate minema pigem bioloogia vilja kui selle vastu."

Lab Roti ajuimplantaat Ajuimplantaadiga laborirott, mida kasutatakse konkreetse ülesande ajal in vivo neuronaalse aktiivsuse registreerimiseks (erinevate vibratsioonide eristamine). Teadlane toidab roti õunamahla pipeti abil. (Anna Marchenkova Wikicommonsi kaudu CC BY 4.0 all)

Mõnel juhul on bioloogilise teraga vastuollu mineku mõjusid juba täheldatud. Kuigi labori näriliste geneetiline homogeensus aitab keskendunud katsetest eemalduvaid muutujaid eemaldada, võib see delikaatsemalt ka teaduslike tulemuste viljumine. Riikliku vananemise instituudi neuroteaduste laboratooriumi juhataja Mark Mattson leidis 2010. aastal vahelduva paastu toitumise mõju uuringus, et toitumisrežiimist tulenevad positiivsed neuroloogilised mõjud, mida “metaboolselt morbiidsed” laborirotid olid toitumisrežiimist tulenevad terved, aktiivsed inimesed. Tulemused olid rakendatavad ainult „diivanikartuli” kriitrite puhul „mullipoisi tüüpi stsenaariumi korral, kus… nende immuunsussüsteemile ei seata vastu erinevaid viirusi ega baktereid.” Nagu Mattson lühidalt märgib, „see, mida avastad, ei pruugi peegeldada tervislikku loom."

Teisisõnu, staatiliste, homogeensete, varjupaika pandud loomade kasutamine ei pruugi alati olla parim viis labori näriliste kasutamise lõppeesmärgi saavutamiseks: inimkeha ja vaimu paremaks mõistmiseks ja mõnel juhul ka ravimiseks.

Üldiselt ei ole katse närilistelt inimesele üleviimine juhuslik. Lisaks paberimajandusele tuleb enne inimkatsete alustamist uusi ravimeid testida kahel erineval loomal - väikesel, näiteks hiirel või rotil, ja siis suurel, tavaliselt siga, koeral või primaadil. Farmatseutiliste uuringute ja Ameerika tootjate andmetel liigub inimkatsetele vaid üks igast 250-st loomade peal testitud ühendist. Neile, kes selle heaks kiidavad, võtab kogu protsess tavaliselt 10–15 aastat.

Isegi pärast pikka teed inimkatsete juurde ei tööta paljud ravimid ja protseduurid, mis töötavad hiirtel ja rottidel, inimeste peal. Näriliste "diivanikartuli" eluviis võib tulemusi mõjutada või võib-olla annavad väikesed erinevused roti, hiire ja inimese genoomi vahel erinevat reageeringut ravimitele. Näiteks Alzheimeri uuringutes antakse hiirtele ja rottidele kunstlikult haigusseisundit, mis sarnaneb haigusele, kuna nad ei arene seda looduslikult.

Kui ravim ei tööta, on tulemused sageli pettumust valmistavad ja kulukad, kuid mõnikord võivad vead olla traagilised. Talidomiid, ravim, mida kasutati hommikuse iivelduse raviks 1950ndatel ja 60ndatel aastatel, põhjustas inimohvides deformatsioone, vaatamata sellele, et neid on rottidel edukalt ja kahjutult katsetatud. Ravim laguneb rottidel palju kiiremini ja nende embrüotel on antioksüdantsed kaitsemehhanismid selle nastierimate kõrvaltoimete vastu. Paljudel juhtudel on ebaõnnestunud narkootikumide põhjused siiski salapärased.

„See on üks meditsiiniliste uuringute keskmes olevatest küsimustest. Kellelgi pole sellele head vastust ja ei pruugi olla ka head vastust, ”ütleb Michigani ülikooli patoloogiaprofessor Richard Miller. "On piisavalt edulugusid, et inimesed on optimistlikud, kuid kõik, mis loomadel töötab, ei tööta inimestes."

Kas katse edukalt lõpeb, võib olla ebamäärane, kuid alati on tagatud üks asi: labori näriliste surm. Keha arv on vältimatu; USA laborites tapetakse teaduse huvides igal aastal hinnanguliselt 100 miljonit laborihiirt ja vähemalt rotti. Kui osa surnukehasid on loominguliselt ümberpaigutatud pühapaikade lindude suupistetena, siis enamik neist külmutatakse ja põletatakse koos ülejäänud bioloogiliste jäätmetega.

Vananemise uuringutes kasutatud rotid ja hiired elavad sageli oma loomulikku elu, kuid enamik laboris närilisi lõpetatakse uuringu lõpus. Mõni tapetakse surmava süstimise teel või eemaldatakse valu ja kannatuste vähendamiseks rangete juhistega, kuid enamasti on nad lämmatatud süsihappegaasiga puurides.

Juba mõnda aega on CO 2 peetud nende laboriloomade eetilisimaks elu lõppemiseks, kuid Briti Columbia ülikooli abiprofessor ja loomade heaolu instituudi laborinõunik labori nõustaja Joanna Makowska usub, et on olemas parem viis. Tema sõnul jäljendab süsinikdioksiidimürgitus õhutõmbamise tunnet, kui hoiate vee all hinge, mis põhjustab liigset hirmu ja ärevust. “See pole hea surm. Anesteesia on inimlikum, kuid inimesed seda tegelikult ei tee, kuna süsihappegaas on praktilisem ja odavam. ”

Üldiselt arvavad Makowska, et teadlased peaksid rohkem pingutama, et täita kolme R-i vähendamise põhimõtet. "See peaks tõesti olema esimene R, " ütleb ta. Harvardis tegid teadlased kiibile oreli, mis aitas ravimeid uurida ja haigusi modelleerida ilma loomi kasutamata. Teadlased on isegi välja töötanud tuhandetel loomkatsetel põhinevad arvutialgoritmid, mis suudavad täpselt ennustada kudede reageerimist teatud ühenditele.

Need näriliste arvukuse vähendamisel põhinevad edusammud ei ole aga veel algust teinud ja loomadega tehtud uuringute arv kasvab jätkuvalt. Ja kuigi loomaõigustega tegelevad rühmitused tõstavad põrgut meie teiste karvaste sõprade kohtlemisel, pole laborirottide õiguste eest võitlemisel veel midagi vaja.

"Arvan, et asi on selles, kui palju nad neile meeldivad, " ütleb Makowska. „Inimesed investeerivad palju rohkem ahvilistesse. Kui rääkida koertest ja kassidest, on meil nende loomadega suhted. Tunnistame tõenäolisemalt, et nad kannatavad. ”

Lõppude lõpuks, kui hiir või rott põgeneb laborist linnatänavatele, peetakse seda kahjuriks; igaüks võib selle karistamatult tappa.

Labori roti ajalugu on täis teaduslikke triumfe ja eetilisi väljakutseid