Bandomieji gyvūnai: kam juos naudoja Lietuvos mokslininkai?

„Jūs matote pelę, o mes matome priemonę išgydyti vėžį“, – atėjus pokalbio pas Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centro vyresniąją mokslo darbuotoją, Biologinių modelių skyriaus vedėją dr. Virginiją Bukelskienę, pirmiausia į akis krinta pliušinė pelytė su tokiu užrašu.

Nebūtų mokslo proveržio

Nors visuomenėje auga pasipriešinimas bandymams su gyvūnais, tačiau be jų būtų buvę neįmanomi daugelis medicinos laimėjimų: gyvybę tausojančios chirurginės operacijos (širdies ir kitų organų transplantavimo procedūros), vėžio gydymas, vakcinų kūrimas ir išbandymas, vartojimo produktų saugumo vertinimas, daugybės ligų gydymo schemos, gyvybę palaikantys aparatai (inkubatoriai, inhaliatoriai).

Bandomiesiems gyvūnams turėtume būti dėkingi ir už daugybę vien XX a. medicinos laimėjimų, kurie leidžia žmonėms ilgiau džiaugtis visaverčiu gyvenimu. Tai ragenos transplantacija, diabetikams skirtas insulinas, anestetikai, inkstų dializė, krešėjimą mažinančios medžiagos, klubo sąnario keitimo operacijos, poliomielito vakcinos, vainikinių arterijų šuntavimas, efektyvesni vaistai nuo depresijos (prozakas), medikamentai krūties ir prostatos vėžiui gydyti, ŽIV terapija ir daugelis kitų.

Iš 216 Nobelio premijomis apdovanotų darbų fiziologijos ir medicinos srityje net 180 atlikta panaudojant bandomuosius gyvūnus. Pažymėtini 2018 m. Nobelio premiją pelniusių mokslininkų dr. Tasuku Honjo ir dr. Jameso P. Allisono tyrimai, kurie atskleidė galimus terapinius imuninių ląstelių reguliavimo mechanizmus sergant vėžiu.

Mokslininkų tyrimams pasitelktos laboratorinės pelės. Esminių žinių medicinos mokslui suteikė ir šie Nobelio premija įvertinti darbai: dirbtinio apvaisinimo metodologijos pagrindimas, prie kurio prisidėjo laboratoriniai triušiai (Robertas G. Edwardsas, 2010 m.), ŽIV suradimas ir jo veikimo mechanizmo išaiškinimas dalyvaujant pelėms ir beždžionėms (dr. Luc Montagnier, 2008 m.), vėžį sukeliančių virusų ir onkogenų vaidmens išaiškinimas padedant žiurkėms, triušiams, vištoms (Peyton Rous, 1966 m.).

Dr. V. Bukelskienė Gyvybės mokslų centre skaito bandomųjų gyvūnų mokslo kursą studentams ir kitų institucijų darbuotojams, norintiems vykdyti bandymus su gyvūnais. Mokslininkė sako, kad pirmiausia eksperimentatorius turi mylėti savo tyrimo objektą, gerbti jo gyvybę, nes bandomieji gyvūnai yra mažieji mūsų broliai, kurie atiduoda savo gyvybę tam, kad būtų atsakyta į žmogui rūpimus klausimus. Jie dažniausiai susiję su žmogaus sveikata.

Pašnekovė pažymi, kad nė vienas vaistas nėra paleidžiamas į rinką jo neišbandžius su gyvūnais, o kur dar sparčiai auganti implantacinių gaminių, skirtų odontologijai ir traumatologijai, įvairovė, naujos buityje naudojamos medžiagos... Reikia įvertinti visų jų saugumą. Tam panaudojami gyvūnų modeliai. Nereikėtų pamiršti elgsenos, kuri mokslininkams vis dar nėra iki galo suprantama, tyrimo ir bazinių biologijos klausimų sprendimo.

„Tarkime, norime išsiaiškinti kai kurių signalinių molekulių vaidmenį vėžinėje ląstelėje, kad galėtume parinkti gydymo taikinius. Šiam tikslui galime įvesti tam tikrus genus arba nuslopinti jų raišką tokioje ląstelėje. Kitaip tariant, atlikti manipuliacijas sistemoje in vitro, įvertinti to geno reikšmę ląstelei, o paskui perkelti tokią ląstelę į gyvūnėlį (tam dažniausiai naudojamos pelės) ir taip patikrinti, ar pasirinkti taikiniai yra efektyvūs sistemoje in vivo, t. y. gyvame organizme. Nors tai – bazinės problemos, bet jos susijusios su taikomaisiais tyrimais, šiuo atveju – farmakologija“, – realius bandomųjų gyvūnų panaudojimo pavyzdžius pateikia dr. V. Bukelskienė.

Dar vienas pavyzdys, be kurio neįsivaizduojama šiuolaikinė medicina – kardiochirurginės operacijos, organų transplantavimas. Jų pradininkai Lietuvoje – legendiniai mūsų šalies širdies chirurgai, kurie savo techniką tobulino taip pat naudodami gyvūnus. Šiandien daugelis tokių eksperimentų nebūtų galimi, nes pasikeitę įstatymai ir poįstatyminiai dokumentai reikalauja, kad kiekvienas eksperimentams naudojamas bandomasis gyvūnas būtų gimęs laboratorijoje.

Kam reikalingi biologiniai modeliai?

Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centro mokslininkė pasakoja, kad gyvūnai biomedicininiams tyrimams pradėti naudoti labai seniai. Remiantis ankstyviausiais šaltiniais, tai galėjo būti dar iki Kristaus gimimo.

„Žvelgiant į šiuolaikinius gyvūnų modelius nuostabą kelia klasikinės pelių linijos, iš kurių seniausia yra DBA, išvesta 1909 m. Ji vis dar nepakitusi ir naudojama iki šių dienų. Dėmesio verta istorija apie vadinamųjų „nuogų“, arba betimusinių (imunodeficitinių), pelių gavimą. Jas praėjusio šimtmečio antroje pusėje išvedė žinomas čekų poetas ir imunologas Miroslavas Holubas“, – pasakoja dr. V. Bukelskienė.

Šiuo metu sukurta labai daug bandomųjų gyvūnų modelių. Jie skirstomi į kelias kategorijas tiek pagal prigimtį, tiek pagal paskirtį. Viena jų – transgeniniai, arba genetiškai pakeisti, gyvūnai, kai į jų DNR arba įvestas svetimas funkcionuojantis genas, arba slopinama jau esančių genų raiška. Šiuo metu pasaulio kolekcijose sukaupta tūkstančiai genetiškai pakeistų pelių linijų, kurios modeliuoja įvairias genetines ar net piktybines ligas.

Dar viena gyvūnų modelių grupė – humanizuoti modeliai, tiesiogiai susiję su žmogumi. Pavyzdys gali būti jau minėtos imunodeficitinės (visai neturinčios arba turinčios nevisavertę imuninę sistemą) pelės. Mokslininkė aiškina, kad į jas galima įsodinti žmogaus vėžines ląsteles, kurios ten puikiai auga: „Sudarius tokią vieno individo konkrečiomis vėžio ląstelėmis indukuotą sergančių gyvūnų grupę, galima parinkti efektyvią personalizuotą gydymo schemą.

Be to, į tokią pelę galima įsodinti ne tik vėžines, bet ir kamienines ląsteles. Tai leidžia įvairiapusiškai tirti kamieninių ląstelių savybes in vivo. Kitas humanizuotas modelis – akseninės pelės. Jų organizme visiškai nėra mikroorganizmų. Į tokias peles galima įsodinti vienos, kelių arba daugelio rūšių žmogaus mikroorganizmus ir išsiaiškinti, kokį vaidmenį kuri rūšis atlieka arba kaip veikia jų kombinacijos.“

Mokslo istorijoje yra pasitaikę atvejų, kai su pelėmis išbandyti vaistai žmonėms sukėlė šalutinį poveikį. Gyvybės mokslų centro Biologinių modelių skyriaus vedėja komentuoja, kad tokiu atveju tyrimai buvo ne iki galo atlikti: ISO standartai nurodo ištisą loginę tyrimų schemą ir gautą rezultatą galima perkelti į klinikinius tyrimus tiktai ją pritaikius.

„Jeigu panaudoji tik vieną modelį, tarkime, pelę, gautų testų rezultatų tiesmukiškai perkelti į žmogaus organizmą jokiu būdu negalima, nes reikia atlikti papildomus tyrimus su kita rūšimi, kita sistema. Be to, iš pradžių turėtų būti naudojami žemesnio išsivystymo organizmai, o tik paskui pereita prie aukštesnio išsivystymo gyvūnų. Žinduoliai laikomi aukščiausia tyrimo stadija, po kurios eina klinikiniai tyrimai“, – teigia pašnekovė.

Pasak jos, tyrimuose vis daugiau naudojama žemesnio išsivystymo gyvūnų rūšių: pentinuotoji varlė, zebražuvės, vėžliai. 2010 m. Europos Parlamento ir Europos Tarybos direktyvoje 2010/63/ES teigiama, kad bandymus su gyvūnais atlikti draudžiama, jeigu reikiamus tikslus galima pasiekti taikant alternatyvius gyvūnų tyrimams mokslinius metodus.

Griežti darbo su gyvūnais reikalavimai

Anot dr. V. Bukelskienės, eksperimentai, kuriuose naudojami gyvūnai, iš esmės skiriasi nuo kitų laboratorijose vykdomų darbų. Suplanavus tokius tyrimus pirmiausia rengiama paraiška Lietuvos bandomųjų gyvūnų naudojimo etikos komisijai. Joje išdėstomas ir pagrindžiamas darbo planas, naudojamos priemonės. Komisija kruopščiai nagrinėja kiekvieną paraišką ir tik priėmusi teigiamą sprendimą rekomenduoja Valstybinei maisto ir veterinarijos tarnybai išduoti leidimą vykdyti projektą.

Pagrindinis dėmesys nagrinėjant pateiktą paraišką skiriamas gyvūno kančioms. Kiekvienas eksperimentatorius moka atpažinti gyvūno kančias. Matydamas, kad gyvūnėlis akivaizdžiai kenčia, eksperimentatorius jį eutanazuoja, kad nesikankintų. Čia dr. V. Bukelskienė primena garsiąją trijų R koncepciją, kurią 1959 m. išplėtojo du britų mokslininkai W. M. S. Russellas ir R. L. Burchas, išdėstę pagrindinius bandomųjų gyvūnų mokslo principus: Replacement (gyvūnų pakeitimas), Reduction (gyvūnų skaičiaus mažinimas) ir Refinement (sąlygų gerinimas). Ši teorija yra labai svarbi ir dabar, ji įvairiais aspektais pateikiama šiuolaikiniuose darbą su gyvūnais reglamentuojančiuose dokumentuose.

Pasak Gyvybės mokslų centro mokslininkės, Lietuva yra viena tų pažangių šalių, kurios daug dėmesio skiria mokslinio darbo su gyvūnais reglamentavimui. 1997 m. priimtas Lietuvos Respublikos gyvūnų globos, laikymo ir naudojimo įstatymas, kuriame aptariamas ir eksperimentinis darbas. Palyginti su Europos Sąjungos šalimis, toks įstatymas pas mus atsirado gana anksti. Šis ir vėlesni juridiniai dokumentai nurodo, kad eksperimentatorius, norėdamas atlikti bandymus su gyvūnais, privalo turėti tam tikrą išsilavinimą, kompetenciją. Ne mažiau svarbus ir etinis aspektas, kurio taip pat privalu laikytis. Moralinė kiekvieno tyrėjo pareiga – saugoti gyvybę. Tuo rūpinasi ir prieš kiek daugiau nei 40 metų įkurta Europos laboratorinių gyvūnų mokslo asociacijų federacija (FELASA).

Bandomųjų gyvūnų reikės ir ateityje

Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centre esanti gyvūnų laboratorija (arba vivariumas) užima 600 kv. m. Vivariume laikomos pelės, žiurkės ir triušiai. Šiems gyvūnams čia sudarytos ypač geros sąlygos: palaikoma palanki rūšiai temperatūra, įrengtas tinkamas vėdinimas, kontroliuojamas apšvietimas, rūpinamasi švara ir tvarka, patalpos nuolat dezinfekuojamos, o jose išdėstyta kiekvienai rūšiai gyventi pritaikyta įranga. Gyvybės mokslų centro vivariume taip pat sudarytos unikalios sąlygos laikyti genetiškai modifikuotas peles. Gyvūnų skaičius laboratorijoje nuolat kinta. Jis priklauso nuo vykdomų eksperimentų. Šiuo metu yra apie 20 triušių, 200 pelių ir tiek pat žiurkių, tačiau gyvūnų skaičius artimiausiu metu išaugs. Turėtų atsirasti ir imunodeficitinių pelių.

Plėtojantis mokslui atsiranda naujų, tikslesnių, etiniu požiūriu priimtinesnių metodų, kurie galėtų būti naudojami biomedicinos tyrimuose. Tačiau net ir XXI a. gyvūnai vis dar yra ir, manoma, bus naudojami eksperimentiniame darbe, nes reikia ieškoti metodų, leidžiančių diagnozuoti naujas ligas, būtina tobulinti chirurgines procedūras ir gydymo schemas, įvertinti naujų biologiškai aktyvių produktų efektyvumą ir cheminių medžiagų saugumą. Į daugelį šių klausimų atsakyti galima tik atlikus tyrimus su gyvais organizmais.

Svarbu nepamiršti, kad didelė dalis informacijos, gaunamos atliekant eksperimentus su gyvūnais, panaudojama pačių gyvūnų gerovei – juk jie taip pat serga, juos reikia gydyti, operuoti, o tam būtinos atitinkamos žinios. Tų, kurie aršiai kritikuoja bandomųjų gyvūnų naudojimą, pašnekovė norėtų galbūt retoriškai paklausti: „Kai jūsų artimieji susirgs, ar jiems reikės vaistų?“.