24 апреля с подачи активистов из Международной ассоциации против болезненных экспериментов на животных (IAAPEA) отмечается Всемирный день лабораторных животных — невидимых солдат научного фронта, без которых последние несколько веков немыслима ни одна серьезная биологическая или медицинская лаборатория. ТАСС разбирался, как сейчас ведут научные эксперименты на животных и можно ли от них отказаться так, чтобы ни одна наука при этом не пострадала. 

Сказать, сколько именно мышей, крыс, кроликов, морских свинок — и тем более нематод и дрозофил — сейчас, в эту самую минуту, пока вы читаете этот текст, трудятся на благо прогресса, трудно. В первую очередь потому, что подсчетом поголовья лабораторных млекопитающих обеспокоены те, кто активно хочет его сократить. Скажем, в 2005 году британские активисты насчитали в мире 115 млн лабораторных позвоночных. А по данным, которые приводит зоозащитная организация PETA, только в одних США каждый год используются 100 млн лабораторных крыс и мышей, и еще миллион других животных. 

Эксперименты на морских свинках и других подопытных животных известны еще с XVI века, но всерьез их судьбой озаботились относительно недавно. И дело не только в деятельности зооактивистов или исследованиях на тему разумности животных. Совершенствование методики исследований в будущем позволило бы предотвратить бессмысленные страдания и смерти животных. 

Пушистые пробирки 

В 1959 году зоолог Уильям Расселл и микробиолог Рекс Берч представили так называемые принципы 3R, впоследствии ставшие своеобразным "золотым стандартом" биоэтики и работы с лабораторными животными. Логика их такова: где возможно, надо заменить животных на другие экспериментальные инструменты (replacement); где животные все же нужны, их нужно использовать как можно меньше (reduction); когда исчерпаны обе эти возможностии и вы остались с "голым" теоретическим минимумом животных, нужно до такого же минимума снизить страдания, которые им причинит ваш эксперимент (refinement).
Почти 60 лет спустя принципы Расселла и Берча закреплены в законодательстве многих стран, например Европейского союза, однако ученые до сих пор спорят о точных формулировках и границах принципов. Можно ли заменять млекопитающих другими, более примитивными животными — или стоит отказаться от животных в принципе? Насколько сильно нужно уменьшать количество животных и должно ли это влиять на выбор методов исследования? Наконец, что такое благополучие зверей, о котором стали говорить в связи с последним принципом, и как оно скажется на результатах проводимых экспериментов?    

"Честно говоря, я думаю, многие люди говорят о принципах 3R, но ничего не делают. Это модное словечко. Я согласна, что те, кто выращивает животных и ухаживает за ними, действительно заботятся о них, но сами ученые часто относятся к лабораторным животным как к маленьким пушистым пробиркам", — считает Брианна Гэскилл, ветеринар и специалист по благополучию лабораторных животных из американского университета Пердью. ​

Именно после исследований Гэскилл та же Charles River стала давать своим мышам легко мнущуюся бумагу, чтобы они могли построить себе "гнездо". Оказалось, это снижает у животных стресс и они даже лучше размножаются. 

По словам медицинского социолога из Бристольского университета Пандоры Паунд, из трех R по-настоящему всерьез воспринимают только refinement, совершенствование методов работы с животными: что бы там ни говорили об интенсификации научных исследований и развитии науки, де-факто количество используемых животных не уменьшается, да и с замещением все непросто.  

"Сейчас научная культура настолько ориентирована на исследования на животных, что распространение альтернатив идет очень плохо", — говорит исследовательница. 

Научный руководитель Российского национального центра генетических ресурсов лабораторных животных на базе Института цитологии и генетики СО РАН Михаил Мошкин отмечает, что, несмотря на общий рост "поголовья" лабораторных животных в науке, благодаря технологическим альтернативам удалось сократить количество животных, используемых на начальных этапах исследований, — там, где точно можно обойтись и без них. 

"Replacement, замещение, имеет все-таки определенные ограничения, и сегодня можно уменьшить количество опытов на млекопитающих за счет, допустим, фармакологии in silico (с использованием компьютерного моделирования — прим. ТАСС), тестирования на культурах клеток, тестирования на животных, которые меньше огорчают биоэтиков, — например, на дрозофиле, нематоде или зебровой рыбке", — перечисляет ученый.  ​

Но пока этап проверки на млекопитающих обязателен, непреклонен Мошкин:  

"Когда вы работаете с клеткой, вы работаете именно с клеткой. А если у вас какое-нибудь лекарственное соединение вызывает спазм кровеносных сосудов, узнать об этом, работая на клетке, вы не можете — вам нужен организм, у которого есть кровеносные сосуды!" 

Проблема в дизайне 

Если вы хоть раз в жизни принимали лекарства, то вы, по крайней мере, подозреваете, зачем люди экспериментируют на животных — чтобы как можно меньше и осторожнее экспериментировать на себе. Правда, проблема в том, что “потренироваться на кошках”, чтобы потом перейти к людям, в медицине получается далеко не всегда. Точнее, почти в 80% случаев это не удается. 

Например, ни одно из более чем 100 успешно испытанных на животных соединений, считавшихся перспективными в борьбе с боковым амиотрофическим склерозом ("болезнью Стивена Хокинга"), не сработало на людях и не “дожило” до стадии лекарства. Еще примерно 100 препаратов — кандидатов против последствий инсульта, прошедших доклинические испытания на мышах — испытывались на людях тоже безуспешно. За 20 лет свои жизни на эти безуспешные испытания отдали как минимум 250 тысяч мышей. 
Экоактивисты обычно делают из этого вывод, что эксперименты на животных — бессмысленны и, следовательно, беспощадны. Ведь животные — это не просто миниатюрные, хвостатые и пушистые люди. Но ученые подозревают, что виной всему может быть и их собственная небрежность: если эксперимент плохо спланирован, он и даст “мусорные” результаты. 

В 2014 году Пандора Паунд вместе с эпидемиологом Майклом Брэкеном опубликовали статью, вызвавшую резонанс в научном сообществе. В ней они писали, что в тех немногих исследованиях, качество которых оценивалось в систематических обзорах и метаанализах, повсеместны проблемы с качеством дизайна: например, ученые не используют рандомизацию, то есть случайное распределение животных по экспериментальным группам, и не ведут “слепые” исследования, когда сам экспериментатор в ходе работы не знает, в какую группу попадает то или иное животное.  

Кроме того, исследования на животных страдают от тех же проблем, что и другие области науки, — сильного перекоса в сторону положительных результатов (исследования, в которых у авторов не получилось ничего выдающегося, просто не публикуются, то есть животные в этих исследованиях страдали зря), плохой воспроизводимости и так далее.
В итоге, пишут Брэкен и Паунд, польза для людей — а ведь именно она оправдывает эксперименты на животных в глазах общества — далеко не так очевидна, как хотелось бы тем, кто отвечает на нападки защитников прав лабораторных мышей. И неустойчивый “фундамент” биомедицинских исследований подвергает опасности само “здание”: если не улучшить качество фундаментальных и прикладных исследований на животных, общество рано или поздно решит, что тратить на них деньги просто неразумно. 

Привычно и дешево 

Пандора Паунд считает, что часть проблемы с качеством исследований на животных в том, что до последнего времени ученые, ведущие такие исследования, были довольно закрытым академическим сообществом. 

 “Многие исследователи, работающие с животными, учились у своих научных руководителей, те — у своих, и так далее — так вредные привычки воспроизводят себя и становятся частью культуры", — говорит Паунд. 

Паунд говорит, что за то время, которое она занимается этим вопросом, — почти 15 лет — изменений не видно. Но научное сообщество, по ее словам, видит проблему и даже пытается ее решать, так что качество исследований будет медленно, но улучшаться.  

“Исследования на животных с точки зрения принципов доказательной медицины сейчас находятся там, где клинические исследования были примерно 50 лет назад, так что нам еще нагонять и нагонять”, — добавляет Паунд. 

В России с качеством исследований на животных тоже не все радужно, но выяснить, насколько именно, не так просто. Систематической оценкой того, насколько хорошо спланированы и проведены такие исследования, в нашей стране никто не занимается, по словам Михаила Мошкина. 

 “Делать метаанализ российских исследований очень непросто. Если это исследование хорошего уровня и публикуется в зарубежном журнале, то оно попадает в метаанализ, который делается зарубежными учеными. Если же это посредственная работа, которая публикуется в российских журналах, то и работы сплошь и рядом откровенно слабые, и не выставлены в открытый доступ", — объясняет ученый.
Кроме того, Россия сильно отстает в области стандартизации лабораторных животных. Например, в сибирском Институте цитологии и генетики строго контролируют здоровье своих мышей по более чем 60 мышиным патогенам. По словам Мошкина, это очень дорого: гарантированно здоровая мышь в 7—10 раз дороже мыши без контроля за патогенами. 

 "В нашей стране количество лабораторий, институтов, которые это могут делать, неуклонно растет, но их все еще можно сосчитать на пальцах одной руки", — отмечает ученый. 

Здоровые мыши, не болеющие какими-то посторонними болезнями, не только не окажутся внезапно смертны от этих болезней в самый неудачный момент эксперимента, но и не добавят “шума” в экспериментальные данные, объясняет Мошкин. Недавно для доклинических испытаний лекарств в России ввели требование проводить их на “животных, свободных от патогенов”, но, по словам ученого, “временно, как это у нас бывает, закрывают глаза и пропускают работы, которые выполняются ненадлежащим образом”. 

“В фундаментальной науке никаких требований нет. То есть это ваш выбор, но если вы честный ученый и хотите получать надежные результаты — во всем мире это даже не обсуждается, особенно в работах, ориентированных на фармакологию”, — говорит Мошкин. 

И добавляет, что большинство пока делает этот выбор не в пользу надежных результатов. 

Все (не) как у людей 

Но не все согласны, что “армии клонов”, с которыми часто работают ученые, на самом деле служат светлой стороне Силы. Биолог из Стэнфордского университета Джозеф Гарнер описал главную, на его взгляд, проблему с исследованиями на животных: в попытках контролировать все, что с ними происходит в рамках эксперимента, и в стремлении к полному единообразию ученые получают малоосмысленные результаты, которые потом оказываются бесполезными при переходе к людям, единообразием не отличающимся.  

«Представьте себе, что вы проводите испытания лекарства на людях и говорите FDA (Управлению по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США — прим. ТАСС): так, я буду проводить испытания только на 43-летних белых мужчинах из небольшого городка в Калифорнии, где все живут в одинаковых домах, день за днем едят одно и то же, и температура дома у всех одинаковая — слишком холодно, а поменять ее они не могут. Ах, да, и еще у них у всех общий дедушка! В FDA вас с таким безумным планом испытаний просто засмеют. Но именно это мы делаем с животными».
В 2011 году Гарнер и его коллеги честно попытались провести на одинаковых мышах одного возраста одни и те же эксперименты в шести европейских научных центрах и везде получили разные результаты. Ученый и его сторонники призывают коллег всерьез задуматься о том, какие именно знания они получают от экспериментов на животных, какие неявные допущения делаются в таких исследованиях и как дорого эти допущения обходятся. Но прежде всего, по их мнению, к животным стоит начать относиться не как к инструментам, а как к пациентам, и использовать методы, более близкие к "человеческим" исследованиям. 

"На то, чтобы вести и готовить такие эксперименты, может потребоваться чуть больше времени и ресурсов, но я уверена, что результаты, которые мы будем получать, будут лучше воспроизводиться, что повлияет на использование лабораторных животных и общие затраты на такие исследования. Препятствия будут на пути к любым изменениям, и, конечно, они многих пугают, но я думаю, большинству из нас действительно дороги животные и наука, которой мы занимаемся с их помощью, и люди воспримут эти идеи серьезно", — говорит Гэскилл. ​

Михаил Мошкин, правда, крайне скептически относится к попыткам «очеловечить» таким образом эксперименты на животных: по его мнению, это приведет только к затягиванию и существенному удорожанию самих исследований и их конечных продуктов, например тех же лекарств. 

 "Те, кто серьезно занимается этой работой, сейчас подходят к очень простому принципу. Нельзя полностью воспроизвести состояние или болезнь, которые есть у человека, но вот воспроизвести некоторые ключевые процессы, которые лежат в основе болезни, вполне возможно", — говорит Мошкин.
Он напоминает, что все базовые знания человечества о том, как формируется нервный импульс, получены не на нервных клетках самого человечества, а на аксоне кальмара.  

"Но дальше все установленное на этом кальмаре приложимо к нервным волокнам высших животных и человека в том числе", — говорит ученый. 

С животными не входить? 

Больше всего внимания и надежд в области альтернатив животным, пожалуй, приковано к "органам-на-чипе" — микрофизиологическим моделям сердца, легкого, кожи и так далее. Из клеток тканей этих органов на электронной "базе" выращивается упрощенное подобие, которое может имитировать одну или несколько функций (например, женский менструальный цикл). 

Именно над таким "человеком-на-чипе" работают специалисты Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса: как заявляют разработчики, на их платформе iCHIP можно будет имитировать центральную и периферическую нервную систему, гематоэнцефалический барьер и сердце. Подобные работы ведутся во многих научных центрах, в том числе и в России. Например, московская компания «Биоклиникум» создает собственного "Гомункулуса" — микробиореактор для доклинических исследований фармпрепаратов и тестирования косметики.
Брианна Гэскилл отмечает, что возможность выращивать органы-на-чипе из клеток конкретных пациентов, чтобы экспериментировать именно с теми, для кого предназначено индивидуализированное лечение, по-настоящему "революционна". Но даже у настолько продвинутых технологий есть и будут свои ограничения: ни одно такое устройство не сможет имитировать взаимодействия мозга и остального организма. В пример она приводит работы американского психолога Джея Вейса, который в 1960—1970-х годах на крысах показал, что контроль или даже иллюзия контроля снижают физиологические проявления стресса. 

"Это прекрасные исследования, которые показывают, что-то, как мы воспринимаем то или иное стрессовое явление, влияет на последствия для нашего тела. Я не уверена, что орган-на-чипе когда-нибудь сможет смоделировать этот феномен", — заключает Гэскилл. 

В целом похоже, что благодаря развитию технологий, а также настойчивости активистов и специалистов по биоэтике, армии животных рано или поздно все же исчезнут из лабораторий: везде, где это возможно, их заменят более дешевые решения, из-за которых не надо будет опасаться акций протеста. 

Автор: Ольга Добровидова, Антон Солдатов.  

Фото: Профессор И.П. Павлов (справа от стола) на кафедре физиологии Военно-медицинской академии после демонстрации эксперимента с собакой, 1912 год (© Public domain/Wikimedia Commons)

Источник: tass.ru

Похожие новости

  • 31/03/2021

    Генетики рассказали о перспективах создания таблетки от ожирения

     Новосибирские ученые установили, что пол серьезно влияет на результаты медикаментозной коррекции ожирения. Результаты исследований, проведенных на мышах, показали, что введение специального препарата воздействует на нарушенные избыточным весом функции организма только у самцов.
    355
  • 24/11/2020

    Клеточные технологии помогают в лечении трофических язв

    ​​Сахарным диабетом страдают сотни миллионов обитателей нашей планеты. И по прогнозам экспертов, их число в ближайшие десятилетия заметно вырастет. Одно из распространенных последствий развития этого заболевания - трофические язвы нижних конечностей.
    525
  • 28/06/2021

    Химики Сибирского отделения РАН создали нетоксичные контрастные реагенты для МРТ

    ​​Ученые Новосибирского института органической химии (НИОХ) СО РАН совместно с Институтом химической биологии и фундаментальной медицины (ИХБФМ) СО РАН разработали нетоксичные для организма контрастные реагенты для проведения МРТ-диагностики.
    264
  • 16/12/2020

    Институт цитологии и генетики СО РАН аккредитован на соответствие принципам надлежащей лабораторной практики

    ​​Доклинические испытания на международном уровне. Институт цитологии и генетики СО РАН получил статус соответствия принципам надлежащей лабораторной практики. В научном центре проверяют безопасность новых медикаментов, косметики и пищевых добавок.
    640
  • 13/01/2016

    Татьяна Толстикова: "В СО РАН есть все предпосылки, чтобы решить проблему импортозамещения лекарств"

    ​Доктор биологических наук, профессор Татьяна Генриховна Толстикова возглавляет лабораторию Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова (НИОХ) СО РАН - уникальную для России структуру.
    4992
  • 15/12/2020

    Как мы стареем: связь митохондриальной ДНК и возраста организма

    ​Почему мы стареем? Можно ли если не остановить, то хотя бы замедлить этот процесс? И с чем он связан? На протяжении многих лет ученые всего мира выдвигают и опровергают разные концепции возрастных изменений.
    1190
  • 05/03/2021

    Первый за Уралом аппарат С-дуга с возможностью 3D-визуализации поступил в Клинику института лимфологии

    ​В Институте клинической и экспериментальной лимфологии – филиале ИЦиГ СО РАН получен аппарат С-дуга Cios Spin по нацпроекту «Наука», который призван внести вклад в развитие высокотехнологичной медицинской помощи по трем направлениям: сердечно-сосудистая хирургия, травматология и ортопедия, гинекология.
    282
  • 12/02/2021

    Красноярский ученый рассказал, от чего зависит зарплата в научных институтах

    Ученый из Красноярска решил подробно рассказать, из чего складывается зарплата простых научных сотрудников. Написать пост на своей страничке в facebook Егора Задереева, кандидата биологических наук, доцента, подвиг разговор девушки-учёной из Института цитологии и генетики, в котором она пожаловалась на заниженные выплаты (25 000 рублей, правда, позже оказалось, это оклад, полная зарплата с различными надбавками составила 44 000 рублей).
    666
  • 19/12/2019

    Сибирские ученые научились делать этиловый спирт высшей очистки из мискантуса

    ​Ученые масштабировали технологию получения этилового спирта из многолетнего растения мискантус, сообщается на сайте Сибирского отделения РАН. В России ежегодно производится около 3,5 млн тонн этилена.
    1997
  • 16/02/2021

    День российской науки — 2021

    Традиционно в честь Дня российской науки сибирские институты проводят просветительские мероприятия для студентов, школьников и всех, кто желает узнать чуть больше о большой науке. ​«Этот год был объявлен годом науки и технологий.
    5644