Ponad 20 lat temu dwóch naukowców z Uniwersytetu Harvarda, Joseph i Charles Vacanti, przewodzili zespołowi, który z powodzeniem wyhodował kawałek chrząstki w kształcie ludzkiego ucha na grzbiecie myszy laboratoryjnej. W eksperymencie wykorzystano formę w kształcie ucha wypełnioną komórkami chrząstki od krowy. „Ucho” po raz pierwszy umieszczono w inkubatorze, a gdy zaczęło rosnąć, przeszczepiono je do ciała nagiej myszy (gatunek myszy laboratoryjnej z mutacją genetyczną, która powoduje zdegradowany lub nieobecny narząd grasicy, hamując zwierzęta „układ odpornościowy i zdolność do odrzucania obcych tkanek).
„Earmouse” lub mysz Vacanti, jak zwierzę to stało się znane, nadal wyrastało z pleców kawałek tkanki, aż przypominał rozmiar i kształt ludzkiego ucha. Zespół opublikował swoje badania w chirurgii plastycznej i rekonstrukcyjnej w 1997 r. Eksperyment został zaprojektowany w celu przetestowania żywotności rosnących tkanek do późniejszego przeszczepu u ludzi. I właśnie w zeszłym roku ludzkie dzieci w Chinach cierpiące na wadę genetyczną zwaną mikrotią, która uniemożliwia prawidłowy wzrost ucha zewnętrznego, otrzymały nowe uszy wyhodowane z własnych komórek - proces podobny do wzrostu „ucha” na wkładce usznej.
Mysz Vacanti z wyrastającym z pleców kawałkiem chrząstki w kształcie ludzkiego ucha. (Wikicommons w ramach dozwolonego użytku) Mysz z ludzkim uchem na plecach mogła być jednym z bardziej dziwacznych i niepokojących wizualnie eksperymentów przeprowadzonych na gryzoniach, ale myszy były używane do eksperymentów naukowych od około 1902 r., Kiedy to rozpoznano dziwacznego i przedsiębiorczego hodowcę o imieniu Abbie EC Lathrop potencjał zwierząt w zakresie badań genetycznych. Pierwsze użycie szczurów w eksperymentach rozpoczęło się jeszcze wcześniej, a dane pochodzą z lat 50. XIX wieku. Naukowcy kupili swoje przedmioty od profesjonalnych hodowców zwanych „hodowcami szczurów”, którzy cenili te stworzenia jako zwierzęta domowe za ich wyjątkowe płaszcze i osobowości. Przez dziesięciolecia szczury laboratoryjne i myszy były wykorzystywane do wielkich osiągnięć naukowych i medycznych, od leków przeciwnowotworowych i przeciwretrowirusowych HIV po coroczne szczepionki przeciw grypie.
Myszy laboratoryjne - najczęściej z gatunku Mus musculus lub mysz domowa - są biomedycznymi szwajcarskimi nożami wojskowymi z genomami, którymi łatwo manipulować w badaniach genetycznych. Jednak fizjologia ludzkiego ciała jest bardziej naśladowana u Rattus norvegicus lub szczura norweskiego i jego różnych szczepów. Szczury są również łatwe do szkolenia i doskonale nadają się do eksperymentów psychologicznych, szczególnie biorąc pod uwagę ich sieci neuronowe tak bardzo podobne do naszych. (Na przykład w latach 50. i 60. XX wieku badacze badający biologiczne podstawy ciekawości zauważyli, że szczury laboratoryjne, pozbawione jakiegokolwiek innego bodźca lub zadania, wolą badać nieznane części labiryntu).
Szczury są również znacznie większe niż myszy i mają grubsze ogony i stępione pyski. Ale to cechy wspólne myszy i szczurów czynią je zarówno plagami miasta, jak i doskonałymi naukowymi świnkami morskimi, że tak powiem.
„Rozmnażają się szybko, są towarzyskie, są przystosowalne i są wszystkożerne, więc zjedzą prawie wszystko” - mówi Manuel Berdoy, zoolog z Oxford University. Ponadto niewielki rozmiar gryzoni pozwala na stosunkowo łatwe przechowywanie w laboratoriach, a ich wspólne korzenie ewolucyjne z ludźmi oznaczają, że genomy gatunku w większości się pokrywają.
W rezultacie gryzonie przejęły nasze laboratoria, co stanowi prawie 95 procent wszystkich zwierząt laboratoryjnych. W ciągu ostatnich czterech dekad liczba badań na myszach i szczurach wzrosła ponad czterokrotnie, podczas gdy liczba opublikowanych prac na temat psów, kotów i królików pozostała dość stała. Do 2009 roku same myszy były odpowiedzialne za trzy razy więcej prac naukowych niż zebra, muchy owocowe i glisty.
Badania na gryzoniach dotyczą wszystkiego, od neurologii i psychologii po leki i choroby. Badacze wszczepili elektronikę mózgom myszy w celu kontrolowania ich ruchów, wielokrotnie testowali uzależniające właściwości kokainy u myszy, podawali gryzoniom wstrząsy elektryczne jako negatywny bodziec, wszczepiali mózg ludzki w czaszki myszy i wysyłali myszy i szczury do niekończących się labiryntów testów . NASA utrzymuje nawet myszy laboratoryjne na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w celu przeprowadzania eksperymentów w mikrograwitacji.
Pomimo tego, że myszy i szczury laboratoryjne pomogły ludziom w osiągnięciu tego, codzienne doświadczenia zwierząt odbywają się w dużej mierze poza okiem opinii publicznej. Jednak życie gryzoni laboratoryjnych może być kluczem do zrozumienia i poprawy ich roli w trakcie odkryć naukowych.
Naukowcy muszą ukończyć szkolenie w zakresie obchodzenia się ze zwierzętami i etyki, zanim pozwolą im pracować ze zwierzętami laboratoryjnymi, chociaż zasady różnią się w zależności od miejsca, w którym ma miejsce eksperyment. Podczas gdy kanadyjscy i europejscy naukowcy są nadzorowani przez krajowy organ zarządzający, przepisy w Stanach Zjednoczonych różnią się w zależności od instytucji, z pewnymi ogólnymi wytycznymi Narodowego Instytutu Zdrowia. (US Animal Welfare Act, która chroni większość zwierząt wykorzystywanych do badań, wyłącza myszy i szczury).
Większość uniwersytetów oferuje szkolenie na temat obchodzenia się ze zwierzętami, aby jak najlepiej zmniejszyć stres i cierpienie. Najlepsze praktyki zostały zaktualizowane na przestrzeni lat w celu odzwierciedlenia zmieniającego się zrozumienia gryzoni i ich potrzeb. Po tym, jak badania z 2010 r. Opublikowane w Nature pokazały, że obchodzenie się ze szczurami laboratoryjnymi za ogonem powoduje większy niepokój niż prowadzenie zwierząt przez tunel lub podnoszenie ich z założonymi dłońmi, laboratoria na całym świecie porzuciły powszechnie stosowaną wcześniej technikę.
Naukowcy, którzy chcą eksperymentować z gryzoniami, muszą wypełnić szczegółową aplikację wyjaśniającą, dlaczego praca wymaga zwierząt. Wnioski są oceniane na podstawie struktury znanej jako trzy R : zmniejszanie liczby wykorzystywanych zwierząt, zastępowanie wykorzystywania zwierząt, gdy to możliwe, i udoskonalanie eksperymentów w celu poprawy dobrostanu zwierząt.
„Szczur lub mysz nie jest probówką na nogach” - mówi Berdoy. Na przykład warunki mieszkaniowe dla gryzoni stały się racją bytu dla zwolenników dobrostanu zwierząt laboratoryjnych. Większość myszy laboratoryjnych jest trzymanych w klatkach wielkości pudełka na buty (dla szczurów przestrzeń jest prawie podwojona) z kilkoma skrzypiącymi towarzyszami. I chociaż posiadanie innych gryzoni zaspokaja społeczne potrzeby zwierząt, w większości pomieszczeń laboratoryjnych brakuje jakichkolwiek obiektów wzbogacających środowisko, które mogłyby zajmować te obiekty. Rozmiar ich uwięzi oznacza również, że są one ograniczone od naturalnych zachowań, takich jak kopanie, wspinanie się, a nawet wyprostowanie się.
Mimo że myszy i szczury laboratoryjne są w tym momencie genetycznie różne od swoich dzikich odpowiedników, zachowują wiele takich samych instynktów. Stłumienie tych potrzeb może spowodować nadmierny stres u zwierząt i zagrozić ustaleniom naukowym. Film Berdoya, The Laboratory Rat: A Natural History, opisuje, w jaki sposób szczury laboratoryjne wypuszczone na wolność zachowywały się i oddziaływały w podobny sposób jak ich dzicy przodkowie. Uważa, że naukowcy powinni wziąć pod uwagę naturę szczurów podczas projektowania eksperymentów, aby uzyskać najlepsze wyniki. „Jeśli zamierzasz przeprowadzać eksperymenty” - mówi Berdoy - „musisz postępować zgodnie z biologią, a nie z nią”.
Szczur laboratoryjny z implantem mózgu służącym do rejestrowania aktywności neuronowej in vivo podczas określonego zadania (rozróżnienie różnych wibracji). Naukowiec podaje pipetą sok jabłkowy ze szczura. (Anna Marchenkova przez Wikicommons pod CC BY 4.0) W niektórych przypadkach zaobserwowano już wpływ przeciwdziałania ziarnu biologicznemu. Chociaż jednorodność genetyczna gryzoni laboratoryjnych pomaga usunąć rozpraszające zmienne z ukierunkowanych eksperymentów, może to być, bardziej subtelnie, wypaczanie wyników naukowych. W badaniu z 2010 r. Dotyczącym wpływu przerywanej diety na czczo Mark Mattson, szef laboratorium neurologii w National Institute of Aging, zauważył, że pozytywne skutki neurologiczne, które „metabolicznie chorobliwe” szczury laboratoryjne wynikające z diety nie przełożyły się na zdrowi, aktywni ludzie. Wyniki miały zastosowanie tylko do stworzeń „kanapowych ziemniaków” w scenariuszu typu „bubble boy”, w którym… ich układ odpornościowy nie jest narażony na różne wirusy lub bakterie. ”Jak zauważa zwięźle Mattson, „ to, co odkryłeś, może nie odzwierciedlać zdrowego stylu życia zwierzę."
Innymi słowy, użycie statycznych, homogenicznych, chronionych zwierząt może nie zawsze być najlepszym sposobem na osiągnięcie ostatecznego celu, jakim jest wykorzystanie gryzoni laboratoryjnych: lepszego zrozumienia, a w niektórych przypadkach leczenia, ludzkiego ciała i umysłu.
Ogólnie rzecz biorąc, proces przejścia eksperymentu z gryzoniami na ludzi nie jest przypadkowy. Oprócz ryz papierkowej roboty, nowe leki muszą zostać przetestowane na dwóch różnych zwierzętach - małym, takim jak mysz lub szczur, a następnie dużym, zwykle świnie, psie lub naczelnym - zanim przejdą na próby na ludziach. Według Pharmaceutical Research and Manufacturers of America tylko jeden na 250 związków testowanych na zwierzętach przechodzi do badań na ludziach. Dla tych, którzy muszą uzyskać akceptację, cały proces trwa zwykle od 10 do 15 lat.
Nawet po długiej drodze do badań na ludziach wiele leków i procedur, które działają na myszy i szczury, nie działa na ludzi. Styl życia „kanapowych ziemniaków” gryzoni może wpływać na wyniki, a może niewielkie różnice między genomami szczurów, myszy i ludzi powodują różne reakcje na leki. Na przykład w badaniach Alzheimera myszom i szczurom sztucznie przypisuje się stan przypominający chorobę, ponieważ nie rozwijają się one naturalnie.
Kiedy lek nie działa, wyniki są często rozczarowujące i kosztowne, ale czasem błędy mogą być tragiczne. Talidomid, lek stosowany w leczeniu porannych mdłości w latach 50. i 60., spowodował deformacje u ludzkich dzieci, pomimo pomyślnego i nieszkodliwego przetestowania na szczurach. Lek rozkłada się znacznie szybciej u szczurów, a ich zarodki mają lepszą ochronę przeciwutleniającą przed jego nieprzyjemnymi skutkami ubocznymi. Jednak w wielu przypadkach przyczyny niepowodzenia narkotyku pozostają tajemnicze.
„To jedno z pytań leżących u podstaw badań medycznych. Nikt nie ma na to dobrej odpowiedzi i może nie być dobrej odpowiedzi ”, mówi Richard Miller, profesor patologii na University of Michigan. „Istnieje wystarczająco dużo historii sukcesu, które ludzie są optymistami, ale nie wszystko, co będzie działać na zwierzętach, będzie działać na ludzi”.
To, czy eksperyment zakończy się powodzeniem, może być niepewne, ale zawsze można zagwarantować jedno: śmierć gryzoni laboratoryjnych. Liczba ciał jest nieunikniona; Szacuje się, że 100 milionów myszy laboratoryjnych i szczurów lub więcej zabija się co roku w amerykańskich laboratoriach ze względu na naukę. Podczas gdy niektóre ciała są twórczo przekształcane jako przekąski dla ptaków w sanktuariach, większość jest zamrażana i spalana z resztą odpadów biologicznych.
Szczury i myszy wykorzystywane w badaniach nad starzeniem często żyją swoim naturalnym życiem, ale większość gryzoni laboratoryjnych wygasa z końcem badania. Niektóre zabijane są śmiertelnym zastrzykiem lub ścięte głowy według ścisłych wytycznych w celu zmniejszenia bólu i cierpienia, ale najczęściej duszą się w klatkach z dwutlenkiem węgla.
Od pewnego czasu CO 2 jest uważane za najbardziej etyczną praktykę pod koniec życia tych zwierząt laboratoryjnych, ale Joanna Makowska, adiunkt na University of British Columbia i Lab Animal Advisor w Animal Welfare Institute, uważa, że istnieje lepszy sposób. Twierdzi, że zatrucie dwutlenkiem węgla naśladuje uczucie braku powietrza, gdy wstrzymujesz oddech pod wodą, co powoduje nadmierny strach i niepokój. „To nie jest dobra śmierć. Znieczulenie jest bardziej humanitarne, ale ludzie tak naprawdę tego nie robią, ponieważ dwutlenek węgla jest bardziej praktyczny i tańszy. ”
Ogólnie rzecz biorąc, Makowska uważa, że badacze powinni dokładać większych starań, aby spełnić zasadę „redukcji” trzech R. „To naprawdę powinien być pierwszy R ”, mówi. Na Harvardzie naukowcy stworzyli organ na chipie, aby pomóc w badaniu leków i modelowaniu chorób bez użycia zwierząt. Naukowcy opracowali nawet algorytmy komputerowe oparte na tysiącach badań na zwierzętach, które mogą dokładnie przewidzieć, w jaki sposób tkanki zareagują na niektóre związki.
Ale te postępy laboratoryjne związane z redukcją gryzoni dopiero się rozpoczęły, a liczba badań na zwierzętach stale rośnie. I podczas gdy grupy zajmujące się prawami zwierząt wzbudzą piekło w związku z traktowaniem naszych innych owłosionych przyjaciół, walka o prawa szczurów laboratoryjnych jeszcze się nie powiodła.
„Myślę, że sprowadza się to do tego, jak bardzo je lubimy” - mówi Makowska. „Ludzie inwestują siebie znacznie więcej w naczelne inne niż ludzie. Jeśli chodzi o psy i koty, mamy relacje z tymi zwierzętami. O wiele bardziej prawdopodobne jest, że uznają, że cierpią. ”
W końcu, jeśli mysz lub szczur ucieknie z laboratorium na ulice miasta, uważa się je za szkodnika; każdy może go bezkarnie zabić.
