Защо в медицинските изследвания се използват мишки

Акценти

Мишките са най-често използваните животни при извършване на биомедицински проучвания. Без тях голяма част от научните и медицинските пробиви, за които четем и слушаме, нямаше да се случат. С помощта на мишки и плъхове учените са разгадали много аспекти на болести като рак, мускулна дистрофия и т.н. Благодарение на изпитанията, проведени върху животни, компаниите успяха толкова бързо да създадат и ваксините срещу коронавирус.

Начинът, по който функционира организмът на мишката, се доближава до голяма степен до този на човека. Затова изследователските екипи избират именно нея за проучване механизмите, по които се развива една болест, както и за тестване на нови лекарства, терапии и интервенции.

Данните сочат, че през 2019 г. от всички животни, участвали в научни експерименти в страни от ЕС, мишките са най-много – 52,5%.

Защо в биомедицинските изследвания се използват мишки 

Има няколко основни причини, поради които мишките са предпочитани от учените по време на експерименти.

Повечето човешки болести засягат и мишки

Голяма част от болестите, които засягат мишките, са същите като при хората. Освен това животните имат същия тип органи и системи, което ги прави подходящи за проследяване развитието на дадено заболяване. Близо 95% от гените, които кодират протеини, са идентични и при човека, и при мишката. Откриването на прилики и разлики в проявените симптоми или ДНК измененията също е важна отправна точка за провеждането на клинични проучвания.

Цялостно секвениране генома на мишката

Много малко други бозайници са изследвани толкова задълбочено. Генетичната карта (геном) на мишката е изцяло секвениран, което означава, че гените й могат да бъдат включвани и изключвани с цел да се разбере ролята им.

Кратък живот на мишката

Мишката има кратък живот – 2-3 години, което позволява да се проследи по-бързо прогресът на болести, чието развитие при човека обикновено отнема повече години.

Бързо размножаване

Мишките се размножават лесно и бързо. Тяхното котило е голямо, а бременността им трае около три седмици. С други думи, учените разполагат с голям брой животни за експерименти и не се налага да чакат, което би забавило хода на проучванията. Темпът на провеждане е от ключова роля в някои направления, например изучаване процесите на стареене и разработване на ваксини за бързо прогресиращи болести.

Плодовите мушички и рибата зебра (данио) също се използват често, но ако сред тях не се намери подходящ модел, екипите избират мишки.

За изучаване на кои болести най-често се използват мишките

Инфекциозни болести

Грип, хепатит и Ебола са някои от болестите, които учените успяват да разгадаят с помощта на мишките. Животните са особено подходящи за оценяване предразположеността на човека към определени инфекции и за търсене на причините, поради които някои хора не изграждат имунитет. Изследването на човешки клетки в лабораторията не е достатъчно, защото не разкрива сложните взаимодействия, които протичат по време на самата инфекция в жив организъм.

Разбира се, има проучвания и върху хора, но те не са толкова задълбочени, колкото тези върху мишки. Освен това би било твърде опасно да се тестват химични вещества и лекарства върху човек, без да са известни възможните странични ефекти. Неслучайно мишките се използват в тестове за безопасност и токсичност на лекарства за рак и ваксини например.

» Метод за лечение на рак на панкреаса намалява метастазите при мишки с 87%

COVID-19

Тъй като животните не могат да се заразят по естествен път с коронавирус, учените го инжектират в тялото им. За целта създават „хуманизирана“ мишка, тоест мишка, чийто геном е изменен така, че да притежава рецептор на ACE2 протеина, характерен за човека. Именно този рецептор позволява на SARS-Cov-2 да проникне и инфектира клетките.

Генномодифицираните мишки помогнаха на изследователите да разберат как вирусът инфектира организма, как се предава от един човек на друг, как реагира на имунната система на заразения и какви са ефектите от експерименталните тогава ваксини.

Въпреки че мишките и хората споделят почти еднакви генетични характеристики, все пак има някои ограничения, които налагат извършването на генетични промени, за да могат техните клетки и гени да са напълно идентични на човешките. Генната модификация обикновено включва вмъкване на фрагмент от човешка ДНК или тумор.

Рак

През последното десетилетие се наблюдава значително удължаване периода на преживяемост при пациентите с онкологични заболявания. Това бе постигнато до голяма степен чрез клинични изпитания върху мишки.

Принос за лечението на рак на гърдата

Един от сериозните научни пробиви е първото одобрено лечение за рак на гърдата с моноклоналното тяло херцептин, което първоначално се прилага върху животни като мишки, плъхове и хамстери. Изследванията върху моноклоналното тяло допринасят за откриването на HER2 протеина, който днес е известен с това, че води до свиване на тумора. Включването на херцептин в терапията на пациенти с рак на гърдата подобрява тяхната преживяемост и забавя развитието на тумора повече, отколкото самостоятелната химиотерапия.

» Ваксина за профилактика на мозъчни тумори показва между 75% и 100% преживяемост при мишки с глиома

Поява на имунотерапията

Имунотерапията също бележи своето начало при мишки. Тя има за цел да инструктира имунната система на болния да атакува и унищожава раковите клетки. Нейни създатели са Джеймс Алисън и Тасуку Хонжо, спечелили Нобелова награда през 2018 г.

Изследване, което се провежда в швейцарското ?cole Polytechnique F?d?rale de Lausanne, разкрива нов начин за преодоляване резистентността към лечение на някои тумори в белия дроб.

Екип от Университета на Бристол извършва друг научен експеримент с участие на мишки, който показва, че лекарство за рак може да помогне при възстановяването на пациенти, преживели инфаркт.

Болест на Алцхаймер и деменция

Голяма част от откритията, свързани с болестта на Алцхаймер, са направени след проучвания върху мишки. С тяхна помощ изследователите научават, че увреждането е свързано със загуба на неврони, а оттам и на памет. По сходен начин са разкрити и много от аспектите на някои невродегенеративни болести (болестта на Хънтингтън например).

Мишите модели не само позволяват на учените да тестват нови форми на лечение, но и да изчислят тяхната ефективност, без да излагат на опасност живота на хора.

Има случаи обаче, когато мишките все пак не са най-добрият избор. Когато става въпрос за проучвания върху човешкия мозък по-добър вариант са маймуните, тъй като техният мозък е много по-близък като структура и функции до човешкия.

Други заболявания

Мишки се използват и по време на проучвания върху депресия, астма, белодробни заболявания и затлъстяване. Друг глобален проблем, на който учените търсят решение чрез тестове с животни, е антибиотичната резистентност.

Освен за изучаване на болести, мишите модели са много полезни за изследване функциите на различните гени и протеини и за проследяване механизма, по който биологичните патогени като вирусите причиняват инфекция и влияят на човешкото здраве. Благодарение на тази информация учените могат да разкрият неизвестни досега факти, касаещи човешкото развитие, стареене и разболяването. Екип от Института по молекулярна биология и генетика Max Planck например успява да покаже каква е връзката между гените и развитието на диабет при мишки.

Полагат ли се усилия за изключването на мишките от клинични проучвания

Директива 2010/63 на ЕС задължава учените да използват неживотински модели и методи всеки път, когато това е възможно. Използването на животни е допустимо само ако няма подходяща алтернатива.

Правилото 3R (Replace, Reduce, Refine) включва три принципа:

• Replace – избягване или заместване на животните в проучвания, където обикновено се използват;
• Reduction – намаляване броя на животните, използвани за научно-изследователски цели;
• Refinement – намаляване болката и страданията на животните по време на експерименти.

Каква е разликата между изследвания върху мишки и плъхове

Плъховете също се използват често по време на биомедицински проучвания, но тяхното когнитивно и социално поведение е различно от това на мишките. Те реагират по различен начин на стрес, грижи и определени лекарства и медикаменти. Изследователите избират едните или другите в зависимост от типа изследване. Тъй като плъховете например са по-умни от мишките, изследователите ги предпочитат, когато провеждат експерименти, свързани със зависимости.