Методы ин витро
"Ин витро" означает "в пробирке" и противоположен "ин виво" - "по живому". Такие системы с культурами клеток и тканей, микроорганизмами, и кровью значительно дешевле, быстрее и, что самое главное, содержательнее и точнее, чем опыты на животных. Уже сегодня методы ин витро используются почти всех областях медицины. Они вошли в производство лекарств и тестирование химических веществ, исследование возбудителей болезней, создание и проверку вакцин, разработку лечения рака и СПИДа, проверку на чистоту растворов для инъекций, создание разных моделей для тестирования и многое другое.
Критику вызывает тот факт, что при работе ин витро часто используются животные летки и ткани, хотя для этого годятся культуры человеческих тканей, и они более оправданы с этической и научной точек зрения. Человеческие ткани и органы могут быть получены при анализе тканей, от трупов, плаценты, пуповины либо при хирургическом вмешательстве.
Культуры клеток
В области культур клеток разработано особенно много инвитровых методов. Для получения культур человеческих клеток, например, клеток печени, кожи, хряща или костного мозга, можно использовать клеточный или тканевый материал, который остается при операциях. Перманентные культуры клеток могут постоянно делиться и становиться канцерогенными. У них практически неограниченная жизнеспособность, то есть, при их использовании не требуется всякий раз получать новую ткань. Между тем в продаже имеются бесчисленные линии клеток для решения самых разных задач.
Некоторые методики работы с культурами клеток уже признаны официально. Так, тест EPISKIN с искусственной человеческой кожей используется для выявления раздражающего действия химических веществ на кожу, обычно это делают на кроликах и морских свинках.
С помощью так называемых совместных культур разных видов клеток можно даже "построить" в пробирке сложные структуры человеческого организма. Таким образом удалось представить человеческую кожу с разными ее слоями. Благодаря новейшим технологиям, в лаборатории можно смоделировать ткани сердца, печени, хряща, кровеносные сосуды даже в трех измерениях.
Бактерии
ДНК бактерий и высших живых существ в своей основе сходна. Такое положение вещей позволяет изучать генетические повреждения, а также производить фундаментальные исследования с помощью бактерий и дрожжевых клеток. Amestest, где объектом тестирования служат сальмонеллы, уже является стандартной составляющей "скрининга лекарств", в ходе которого отбраковываются вещества, вызывающие генетические нарушения. В тесте со светящимися бактериями способность этих микроорганизмов к свечению, которая дает возможность сделать выводы об обмене веществ. При введении раздражающих субстанций обмен веществ нарушается, что уменьшает способность к свечению.
Биореакторы
Производство моноклональных антител, которые имеют значение для диагностики и исследования онкологии, обычно происходило с помощью так называемой асцитной мыши. При этом мышам вводили в брюшную полость раковые клетки. В результате, у них начинался асцит, причиняющий им нестерпимую боль. Жидкость брали из живота для получения моноклональных антител. В 1980-е-90-е годы были разработаны биореакторы, с помощью которых антитела можно произвести ин витро. Сегодня в Германии производство моноклональных антител с помощью асцитной мыши запрещено, за исключением некоторых случаев.
Микро- или биочипы
Биочипы означают революцию в тестировании веществ. Благодаря автоматическому процессу, за самое короткое время можно проверить большое количество субстанций, и это будет надежно, быстро, дешево, а при использовании человеческих клеток ситуацию можно перенести на человека. Для опытов на животных верно обратное: они дороги, требуют много времени, их сложно воспроизвести, их результаты нельзя переносить на человека. Между тем сейчас уже существует целый ряд таких систем, называемых "лаборатория на чипе" (Lab-on-a-chip), для кожи, печени, легких, почек, кровяных сосудов, лимфатических узлов, нервных клеток; они бывают даже комбинированными, своего рода мини-организм. При этом с помощью микрочипа на системе крохотных проходов и камер, покрытых клетками разных органов, можно тестировать прием, распределение и метаболизм нового медикамента, почти как на живом организме. В любом случае, это более предсказуемо, чем организм другого биологического вида.
Токсикогеномика
Токсикогеномика - это новая отрасль науки, которая изучает изменение генов и протеинов в рамках одной клетки. Вследствие токсичных веществ в клетках меняются молекулярные механизмы, например, меняется определенное генами построение белка, и это можно измерить. Таким образом, вместо того, чтобы исследовать действие вещества исходя из изменений органов у животных, его действие выявляется в рамках одной клетки. Смежными сферами являются геномика (изучение генетики одной клетки и ее регулирование) и протеомика (изучение всех протеинов одной клетки).
Преимущество этих систем заключается прежде всего в том, что они поддаются автоматизации. Так называемый Microarrays, или генчип, позволяет анализировать молекулярные процессы тысяч отдельных клеток с помощью всего одного-единственного крошечного чипа.
Компьютерные технологии
Технически отработанные компьютерные модели могут дать информацию о структуре, действии и токсичности веществ, например, новых лекарств или химических препаратов. Через CADD (Computer Assisted Drug Development, разработка лекарств с помощью компьютера) можно очень четко представить поведение вещества в человеческом организме. Эти модели внедряются в фармацевтической индустрии, чтобы отбраковывать потенциально неэффективные или токсичные субстанции.
Компьютерные модели вроде QSAR (Quantitative Structure Activity Relationship) вычисляют на основе молекулярной структуры субстанции ее возможное действие. Virtual ToxicLab - это высокотехнологичный метод QSAR, с помощью которого можно симулировать взаимодействие веществ или химикатов с клеточными рецепторами, отвечающими за токсичную реакцию. Так можно предсказать возможное вредное действие. Компьютерные модели по сравнению с опытами на животных очень быстры, экономны и практичны. Разумеется, их основу составляет имеющаяся информация, которая загружается в компьютер. Их постоянно совершенствуют, чтобы восполнить пробелы.
Аналитические методы.
Ранее для анализа инсулина и других гормонов прибегали к бесчисленным опытам на животных, которые требуют значительных затрат времени и имеют большую норму погрешностей. В 60-е-70-е годы XX века были разработаны аналитические методы, которые гораздо практичнее и позволяют отказаться от экспериментов на животных.
Разные химические свойства веществ можно анализировать с помощью хроматографических методов. Таким образом, среди прочего, в Германии заменили на метод жидкостной хроматографии при высоком давлении (HPLC, high-pressure liquid chromatography) прежний мучительный тест на мышах, когда с их помощью проверяли моллюсков на содержащиеся в последних яды.
Методы, дающие изображение
Важные сведения в области фундаментальных исследований, касающихся человека, можно получить непосредственно при работе с пациентами, с помощью современных компьютерных устройств, дающих картинку (компьютерная томография, позитронная эмиссионная томография, томография на основе ядерного магнитного резонанса). При этом органы изображаются в виде общей трехмерной картины. При исследованиях мозга с помощью данного метода можно представить отдельные его области в процессе выполнения определенной работы. Таким образом можно выявить, например, активные клетки мозга, когда обследуемый человек запоминает картинки, слова или выполняет другие задания. Эти методы также годятся для исследования неврологических заболеваний и диагностики опухолей головного мозга.
Если кто-то до сих пор равнодушно защищает убой животных и опыты на животных, значит, он в своем человеческом развитии еще не изжил в себе какую-то часть каменного века. Феликс Ванкель (Felix Wankel, 1902-1988), изобретатель
Эпидемиология
Под эпидемиологией понимают наблюдения за населением, а также исследования определенных групп людей. Таким образом можно выявить связь между определенными болезнями и образом жизни, а также условиями, такими как питание, привычки и работа. Эпидемиология развилась из наблюдений за больными, страдающими инфекционными заболеваниями. В 19 веке удалось определить, что неудовлетворительные гигиенические и социальные условия становились причинами эпидемий тех времен. На основании информации, полученной в ходе эпидемиологических исследований, появилась возможность предпринять соответствующие меры. Например, таким способом были выявлены канцерогенные свойства табачного дыма и асбеста.
На основании эпидемиологических исследований было установлено, что основными причинами диабета, рака и сердечно-сосудистых заболеваний вроде инсульта, инфаркта и артериосклероза являются питание мясной и жирной пищей, недостаток движения, а также психосоциальные факторы.
Клинические исследования
Значительная часть сегодняшних медицинских знаний основывается на тщательных наблюдениях за больными людьми. Работа с пациентами позволяет сделать выводы, как пациенты реагируют на новое вещество, и имеет ли оно преимущество перед прежними методами лечения. Клинические исследования нужно проводить тщательно и осторожно, с согласия участников - последним они отличаются от опытов на людях.
Микродоза
Микродоза - это новый метод в области тестирования медикаментозных препаратов. При нем добровольцы получают очень маленькую дозу потенциального медикамента. Микродоза столь мала, что не оказывает никакого фармакологического воздействия на испытуемого человека и, таким образом, не может причинить ему вреда. А усвоение, распределение, метаболизм и выведение вещества изучают по моче и крови, используя высокочувствительные методы.
Вскрытия трупов
Вскрытия трупов проливают свет на возникновение заболеваний и изменения органов в результате болезни.
Имитаторы
Вплоть до 1990-х годов на свиньях и обезьянах имитировали последствия ДТП. Сегодня в испытаниях автомобиля на столкновение с препятствием используются манекены в натуральную величину, снабженные рецепторами.
Имитационные модели, такие как TraumaMan, нашли применение в области подготовки хирургов и в военной медицине. С их помощью можно в условиях, близких к реальным, отрабатывать приемы работы с переломами костей, ожогами, кровотечениями, огнестрельными ранами, оказание помощи раненым на войне или в результате несчастных случаев. Использование таких имитаторов приносит гораздо больше пользы, чем нанесение травм свиньям, собакам и козам.
Заключение
На самом деле сегодня до 80% всех болезней не поддаются излечению в достаточной мере. Но исследования на животных не исправят ситуацию. Экспериментальная медицина исходит из наивного предположения, что сложные болезни можно сымитировать в так называемой "животной модели". И на основании этой модели надо исследовать новые методы лечения. Например, крысам в лапы вводят бактерии или химикаты. У животных начинается болезненное воспаление суставов, которое должно имитировать человеческий ревматизм. Собакам без обезболивания надевают петлю на коронарную артерию, чтобы у них произошел инфаркт. У мышей вызывают рак с помощью генных манипуляций или через инъекцию раковых клеток. У крыс "развивают" диабет через инъекцию яда, разрушающего в поджелудочной железе клетки, которые производят инсулин. Но у животных, которым искусственно создали болезнь, нет ничего общего с больными людьми, за исключением пары синдромов. Их болезни имеет совершенно другие причины.
Медицинская наука стремится с помощью животных экспериментальных моделей сымитировать наши массовые болезни, чтобы в дальнейшем вновь устранять эти искусственные дефекты. При этом истинные причины так называемых болезней цивилизации вообще не принимаются во внимание. Становится более и более ясно, что коренное изменение наших жизненных привычек в долгосрочной перспективе гораздо эффективнее и дешевле в экономическом плане, чем многочисленные медикаментозные и хирургические вмешательства. В значительной части случаев причинами или, по меньшей мере, факторами риска онкологических, сердечно-сосудистых и многих других заболеваний служат курение, алкоголь, стресс, мясная и жирная пища. Примерно треть всех случаев рака связана с питанием.
Список литературы
1. Gericke C. Was Sie Schon immer uber Tierversuche wissen wollten. Ein Blick hinter die Kulissen. 2 Auflage. Gottingen: Echo Verlag, 2011. - 128 S.
© Перевод на русский язык: Анна Кюрегян, Центр защиты прав животных "ВИТА", 2012-2013.
2. Вита, центр защиты прав животных.- 2014[Электронный ресурс]. http://krasgmu.net/publ/uchebnye_materialy/obuchajushhie_materialy/1/11-1-0-278
3.Опыты на животных.- 8.04. 2014. [Электронный ресурс] http://ru.wikipedia.org
