Непросте життя лабораторної миші

Сьогодні багато більше половини досліджень медицини виконується на тваринах. Практично не існує жодного розділу медичної науки, яка б не вдавалася до експериментів на «наших менших братах». В одних областях відсоток цей менше, в інших більше, але уникнути повністю подібних експериментів при нинішньому стані науки вважається неможливим. У тваринному світі навряд чи існує тварина, перед якою би не відкривалася ця перспектива.

Однак одночасно з цим навіть традиційні види тварин, що вже сотні років залучаються на службу людині, вивчені недостатньо добре, а значить, до результатів експериментів на них не може бути повної довіри.

Тому, цілком природно, в кожній країні, де проводяться подібного роду експерименти, існують центри, що осмислюють все коло проблем використання лабораторних тварин.

Походження лінійної миші

Життя мільйонів лабораторних мишей починається тут. Звідси – з двох невеликих, навіть тісних кімнат – вони потрапляють у всі розплідники, щоб виконати спочатку єдине завдання: розмножуватися, розмножуватися, розмножуватися.

Але самі миші вже не звичайні. Потрапивши на волю, до своїх одноплемінників, вони не прожили б і кількох днів.

– Спробуйте витримати конкуренцію в природі, – каже керівник відділення генетики Олексій Михайлович Малашенко, проживши поколінь двадцять ось так.

«Ось так» – означало народитися на стелажі, що підноситься до середини кімнати, бачити навколо себе лише м’яке матове світло і не шукати ні їжі, ні пиття. Корм насипався їм прямо під лапи, його не потрібно було добувати з ризиком для життя, а крапля води весь час звисала з пляшечки, що лежить на кришці клітини. Захотів — і слизнул. На ріжку тут же набігала нова чиста крапля і висіла, не падаючи. І так двадцять поколінь.

Але позбавлений турбот повинен давати і давати строго собі подібних. Істоти, що знаходяться в цих кімнатах, – без перебільшення «блакитна кров» мишачого роду, і їх спадковій визначеності може заздрити будь-який самий ревний хранитель сімейного генеалогічного древа. Далекі предки цих мишей колись перетнули океан, ведучи чисту лінію від лабораторних мишей Джексонівської лабораторії Сполучених Штатів – чи не найстарішої подібної лабораторії, що з’явилася ще на початку минулого століття. (Втім, є тут і миші з лабораторій Німеччини, Англії; є вже і «свої»). Далі цю спадковість слід було лише підтримувати, не порушити.

– Жорсткий інбридинг,— каже Олексій Михайлович, – тільки братські і сестринські схрещування. Зрештою, вони призводять до повної генетичної однорідності. Завдяки цьому тварини всередині кожної інбредної лінії так само однорідні, як однояйцеві близнюки у людини. Ось це і дає можливість отримувати на них відтворений результат. Маючи цих мишей, ми можемо відтворити у себе будь-який дослід, де б у світі він не був зроблений.

Він знімає клітку за кліткою. Дві кімнати – це генофонд.

– У чому хитрість експериментальної науки — каже він. – Ви ставите дослід, отримуєте якісь дані. І раптом через рік при аналогічному досліді ви їх не отримуєте. Чому? Якщо ви відразу публікуєте свої дані, ваш дослід намагаються повторити – не виходить. Виходить, ви вводите, м’яко кажучи, в оману. Але цілком може бути, що ви зовсім і не брешете, просто ваші тварини в першій вибірці були з одним генотипом, а наступного разу вам попалися зовсім інші. З дослідами на цих мишах нічого подібного не трапиться. Інбредні лінії виключають таку розбіжність, вони стандартизовані самим методом розведення.

Він відкривав все нові і нові клітки. Всього — в цьому єдиному – близько сімдесяти п’яти ліній.

З’явилися зовсім вже дивовижні звірята: абсолютно лисі і зарослі ангорською шерстю (так її і називали), з крихітними, ледь помітними вухами і з вухами непропорційно величезними, хвостаті і зовсім безхвості…

– А ось ці, – показував Олексій Михайлович, – мутанти, вони смертельно хворі від народження.

Голос його був рівним, немов він говорив звичайнісінькі речі. Доля мишей була зумовлена відсотків на дев’яносто дев’ять, ще й з сотими, і в цій зумовленості і був весь сенс. Миші покірно з покоління в покоління несли в собі чи не всі хвороби, які бувають і у людини.

– У нашому наборі,— говорив Олексій Михайлович, – всього лише трохи більше двох десятків мутантних ліній.

Він порівнював мутацію з розривом у записі на магнітній стрічці
– Мутантний ген – це і є розрив у програмі. Скільки б ви потім не переписували плівку, ви перепишете і розрив.

Так і зі спадковістю: дефект, що одного разу трапився, переходить в наступне покоління.

Але ж навіть найкраща секретарка, передруковуючи складний текст, зробить хоча б одну помилку. І при дублікації хромосом — хоч одна «помилка», але буде. Якщо ж «передруковуваний» текст багато в чому схожий, схожими будуть і «помилки». Ми ссавці, як і миші, і незважаючи на те, що нас поділяють величезні еволюційні терміни, наші спадкові програми залишилися близькими, а це означає, що багато мутацій, що зустрічаються у мишей, в принципі можливі і у нас, в тому числі і шкідливі.

Та вічна секретарка, яка без перерви і відпочинку «переписує» найскладніший текст природи — програму живого організму, продовжує робити «помилки». Їх треба лише «ловити», як виражаються в лабораторії.

Отже, сучасний розвиток біології, медицини, молекулярної біології вже не може йти без цих точних ліній тварин, і миша в цьому відношенні модель найдешевша, чи не найпростіша і напевно традиційно, сама вивчена.

Втім, не така вже вона дешева. Та й найпростішою генетична стандартизація лабораторних тварин виявилася тільки на даному етапі. Простоти очікували не від неї, а від стандартизації екологічної. Здавалося б, уніфікувати умови утримання тварин було всього легше. Однак цього-то не сталося досі. Система розведення і утримання лабораторних тварин продовжує залишатися в різних лабораторіях світу досить різною. До ефективної зі стандартизації поки ще лише тільки приступають.

Дещо з життя лінійної миші

Необхідність в екологічній стандартизації давно визнана. Інакше занадто багато в експериментальній науці втратить свій сенс через приблизність.

Наприклад, у відділенні екології лабораторії з’ясовано, що якщо поживна цінність дієти нижче норми всього лише на 15 відсотків (або на стільки ж вище), то це впливає навіть на імунологічну активність тварин. Реакція їх на вірусні, бактеріальні та хімічні агенти настільки різна, що знову виникає незрівнянність в експериментальних висновках. Словом, якщо дослід виконаний на тваринах однієї лінії, то це ще далеко не все.

Різниця реакцій при різному харчуванні (всі інші умови ідентичні) часом просто разюча. Так, тварини, вирощені на дієтах з нестачею білків, мають підвищену чутливість до гамма-випромінювання,— при чотириста рентгенах у них спостерігається стовідсоткова смертність. У «нормальній» ж групі після такої дози опромінення не вмирає ніхто, і лише при підвищенні дозі майже вдвічі невеликий відсоток мишей починає гинути. При недостатній кількості білка у тварин з’являється і цілий ряд вад розвитку, вони гинуть іноді ще на стадії ембріона.

А при великій щільності мишей в клітці — інакше не можна – кожна тварина не отримує однакового харчування.

– В одному і тому ж віці, – каже керівник відділення екології Ігор Володимирович Кусельман, — один щур може важити сто двадцять грамів, інший же – всі двісті сорок… Нам пропонують: дайте для експерименту тримісячних тварин. А у них вже давно з’явився лідер, в клітці він пригнічує інших, і однакові за віком, вони абсолютно різні за фізіологічними показниками. Виходить величезний розкид в результатах дослідження. Можна, звичайно, підібрати їх за вагою, але тоді вони різні за віком, а значить, у них різні імунологічні характеристики — в молодому віці реактивність організму зовсім інша. І, виходить, знову розкид в результатах, і, значить, повтор, повтор…

Так, виявилося, що одного лише усвідомлення того, що необхідно вирівнювати екологічні умови для експериментальних тварин у всіх лабораторіях світу, явно недостатньо (до того ж, багато умов утримання, в тому числі і дієти, часто вважаються професійною таємницею тієї чи іншої лабораторії, а це вже додаткове ускладнення). Тому не випадково наш генофонд містить лише близько сімдесяти п’яти ліній лабораторних мишей. Екологічні проблеми виникають з придбанням кожної з них, інакше всі лабораторії світу давно мали б всі можливі лінії, такі необхідні експериментальній науці.

Ось розповідь керівника відділення екології про одну з вдач, якій передували довгі невдачі:
– До нас дуже давно і наполегливо намагалися завезти новозеландських мишей. Наполегливість цілком зрозуміла: миша володіла цілим набором спадкових хвороб, що поступово з’являються у неї — анемія, нефрит, поліартрит, гепатит, діабет… Не мати такої моделі – величезна втрата. Але сам набір хвороб робив лінію надзвичайно вразливою. Зберегти її не вдавалося. Уявіть собі, людині навіть з однією з цих хвороб потрібні спеціальні умови утримання. Що ж говорити про істоту, що володіє цілою їх гамою.

Єдиним центром, який мав, підтримував цю лінію і роздавав її для досліджень, був Інститут Національного здоров’я у Вашингтоні.

Мишей купували, – до речі, сорок доларів штука – брали в якості подарунків. Але вони гинули.

Зрештою, стало традицією вважати, що умови Вашингтонської лабораторії відтворити поки в іншому місці неможливо. А вони там дійсно відпрацьовані: стерильність приміщень, повітря, води: герметизація, підвищений тиск в боксах – щоб повітря зовні не просочувалося і не могла принести інфекцію. Не кажучи вже про сталість температури, вологості… Люди, які обслуговують лабораторію, не повинні, згідно з інструкцією, робити зайвих рухів, видавати гучні звуки. Було помічено навіть, що якщо в присутності мишей розмовляли в підвищених тонах, ті починали агресивно ставитися до свого потомства. Дуже збудливі миші.

І ось до вашингтонського інституту приїжджає член-кореспондент Академії медичних наук Валентина Олександрівна Насонова. І керівник лабораторії дарує їй дванадцять пар цих мишей. Вона привозить коштовність додому. Крім мишей, їй дарують одну упаковку з кормом – запас, який при примхливості Новозеландських мишей цілком міг залишитися нез’їденим.

Американці, потрібно сказати, не приховували нічого з умов утримання. Але справа в тому, що фахівців, професійно знайомих з екологією лабораторних тварин, у нас в той час ще не було; і, до речі, досі таких фахівців у нас не випускає жоден інститут, і величезна, складна галузь поповнюється «дилетантами».

Я давно працюю з лабораторними тваринами. Здавалося, знав їх добре. Але, прийшовши сюди, в лабораторію, зрозумів, що не знаю багато чого. До числа цих незнань належала і новозеландська миша. Пам’ятаю, спочатку я поставився до неї навіть легковажно. Отримавши хороші результати з виробленням дієти на інших лініях, я вважав: «яке це має значення? Подумаєш – новозеландська… Все одно ж миша».

Дуже швидко виявилося, що це зовсім не так. Виходило, що ми можемо підтримувати їх лише в тій чисельності, в якій вони до нас приїхали. Але щоб вести експериментальну роботу, цього мало.

Ми стали більш уважно спостерігати мишей. Почали підбирати їм дієту. Корм з упаковки ми, звичайно, вивчили, але виготовити точно такий же корм, якщо він складний, неможливо. Можна домогтися, скажімо, однаковості складових його продуктів, але засвоюватися він буде все одно не так. До того ж в тому кормі містилися і такі плоди, які росли лише в Америці. Можна, звичайно, внести їх в дієту, але як то кажуть, за морем теличка — полушка, та дорогий перевіз.

Лінія готова була зникнути, як це і неодноразово траплялося, як раптом наш одинадцятий варіант дієти виявився відносно придатним. Тепер вже пішла робота з ним, зовсім тонка. І ось результат. Виживали вони як і раніше не стовідсотково, але по відношенню до тварин з таким генетичним набором патологій — це, ймовірно, і неможливо. І все-таки, якщо на американській дієті у Вашингтонській лабораторії отримують від самки в середньому два-три мишеняти, то ми тепер маємо шість-сім. І ніяких генетичних змін в лінії.

Так що у нас зараз вже близько шести тисяч новозеландських мишей. Можна працювати. Але головне в тому, що ми виробили стандартну дієту — і не тільки для новозеландських мишей. А стандартна дієта – це стандартність ваги.

Вони були дуже темними і швидкими, новозеландські миші. Просто не вірилося, що вони носять в собі стільки смертельних нещасть. Жили вони, як і всі інші миші генофонду в білих емальованих ванночках від старих зилівських холодильників — їх і називали клітками. На деяких з них так і не стерся напис «фрукти». Ні про яку стерильності поки що не було й мови. І та вдача, яка трапилася з новозеландськими мишами, все-таки легко могла і не трапитись.

Тварини найтонших ліній потребували таких приміщень, в яких, наприклад, збирають годинник,— це було тутешнім порівнянням.

– Однак працювати треба — говорив Ігор Володимирович. – Все одно потрібно.

Виявилося, він привів мене до новозеландських мишей ще й за іншим. Йому цікаво було перевірити зовсім нову людину, вірніше, реакцію мишей на цього нового. «Адже далеко не всі можуть працювати з лабораторними тваринами,— говорив він. – Ще недавно ми про це і не думали, і не говорили, ось тільки почали. А відбуваються дивовижні речі, – продовжував він. – Ці кімнати прибирали дві жінки. Обидві працювали довго, обидві літні… Тільки в тій, сусідній кімнаті, миші добре плодилися, а в цій гірше. І не просто гірше, а, скажімо, на п’ятсот мишенят менше в рік. Чому? Абсолютно неможливо зрозуміти. Виявилося, – я спочатку і не звернув уваги: ніяково, знаєте, – одна, як увійде, так сварити їх починає, а інша входить: «гарненькі ви мої… Щось ви і не їсте у мене нічого, хвостаті? Та я б теж не стала це їсти…» І ось голосить так над ними. А вони прямо носи до неї тягнуть. Спробував я змінити їх місцями – і все змінилося. Ось як!

Або в однієї дівчини – теж тут працювала – як не підійде до клітки, миші від неї… Вгору, не повірите, підстрибували сантиметрів на сімдесят. Тільки б втекти від неї. А з вигляду і нічого не скажеш – спокійна начебто людина. Якась нервовість у неї внутрішня була. І сама-то вона переживала жахливо… Але ж це все хитко, на рівні спостережень якихось. Та й то випадкових. А тут не інтуїція – точність потрібні, вивчення…

Щойно розпочата історія «чистої» миші

«Чиста» миша вже існує. І не тільки миша, але і морська свинка, щур, кролик, порося. А в принципі вже можливе отримання безмікробних мавп і курей.

Вона з’являється на світ за допомогою кесаревого розтину або дорослу вже тварину до тих пір обробляють антибіотиками, поки вона не стане безмікробною. Все подальше життя тварина проведе в стерильних умовах, поглинаючи таку ж стерильну їжу. Так досягається головне: те, що неможливо визначити із задовільною для експериментатора точністю,— мікробний склад тварини — усунуто зовсім. Мікробного складу не існує.

– Тепер, – каже керівник відділення гнотобіології Геннадій Гнатович Подопригора, – якщо в цю безмікробну структуру внести якесь зараження, нехай це буде кишкова паличка, то все, що станеться далі, буде реакцією саме цієї кишкової палички, і тільки її. Точність практично абсолютна. Ось чому до появи безмікробних тварин вплив мікробного фактора або вимушено ігнорувався, або вивчався неточно. Ось чому з появою чистих тварин біологічна наука переходить на новий щабель точності. І ось чому зараз же з появою таких тварин експериментаторів чекали відкриття, які раніше були просто неможливі. У абсолютно глухій стіні відкрилися не існуючі раніше двері. У неї треба було лише вміло увійти.

Безумовно, це лише початок, але поки практично завершено два таких експерименти. Так закінчилася без перебільшення багатовікова суперечка про природу опікової токсикації. До останнього часу факторами цієї токсикації вважали інфекцію, що неодмінно потрапляла у відкриту рану, і розпадання самої тканини, яке теж супроводжується виділенням токсинів. Причому перевага віддавалася першому – здавалося очевидним, що відкриту рану ніяк не вберегти.

І ось після декількох років роботи отримано принципову відповідь: токсикація у безмікробних тварин і у звичайних не відрізняється, а значить, тканинний фактор відіграє провідну роль.

Другий експеримент проводився за пропозицією групи онкологів. У ньому вивчався канцерогенний вплив диметилгідрозину – препарату, що практично стовідсотково викликає пухлини товстого кишечника у тварин. У безмікробних тварин після введення цього препарату пухлини не утворилися ні в одної. І це недвозначно говорить про важливу роль мікрофлори в канцерогенезі.

Подібні досліди з іншим препаратом проведені в США. Результат виявився той же. Виходить, препарати стають канцерогенними лише при сприятливих обставинах.

– Природно, – каже Геннадій Гнатович, – тепер доцільно перевірити цілий ряд сполук на справжню, якщо можна так висловитися, канцерогенність. А в подальшому шукати таку мікрофлору, яка стане стійкою проти канцерогенних сполук. Але це справа майбутнього.

«І все ж їх треба берегти»

Чи варто говорити: все, що очікується в цьому сенсі в майбутньому, очікується від залучення до експериментів все тих же лабораторних тварин. Коло замикається в практичній безвиході. І в цьому колі знаходилася миша, поміщена в нього, здається, вже назавжди. Найбільш вивчена, найбільш дешева, тобто цілком підходяща.

…Спроби заборонити такого роду дослідження з міркувань моральних (або хоча б обмежити їх) настільки ж давні, як і прагнення експериментувати на тваринах, і всі вони, по суті, зводяться до одного. Ось як писав про це І. І. Мечников в своїх «етюдах оптимізму»: «совість підказує, що всяке страждання, заподіяне іншій істоті на користь людини чи іншої тварини, аморально. Я знаю видатних фізіологів, які наважуються робити досліди лише над малочутливими тваринами, як жаби…» Мечников далі наводить чи не головне з виправдань морального плану, що завжди висувалося. Такими дослідами з’ясовується часом наукове завдання, «яке з часом може збільшити щастя людей або корисних людині тварин». «Для того, щоб виправдати вівісекцію,— продовжує Мечников,— вчені стають на точку зору теорії утилітарної моральності, що виправдовує будь-який засіб, корисний людству».

При всій аморальності навіть самого терміна утилітарна моральність неможливо оскаржити результат, до якого призвело його застосування на практиці. Мечников пише: «Великі закони, що керують інфекційними хворобами і цінні засоби боротьби з ними ніколи не були б знайдені без вівісекції або навіть при одному обмеженні її…»

Навряд чи варто приховувати, що справа, яка прийняла настільки колосальний розмах, стоїть на основі «мета виправдовує засоби», тобто на принципі, який ніколи до кінця не задовольняв людину і, треба думати, не буде задовольняти. Немає експериментатора, який би міг сказати, що біль тварини не порівнянна з людською, і немає експериментатора, який би хотів визнати, що навчився нехтувати тим болем, який заподіює тварині. І є безліч експериментаторів, які хотіли б, щоб у них про це не питали.

І у всіх розмовах в лабораторії, мушу сказати, ми постійно поверталися до цієї теми, немов шукаючи якихось нових виправдань. І та наполегливість, з якою ми шукали їх, говорила, ймовірно, про те, що шукати їх людині все-таки потрібно. Не виключено навіть, що сам пошук цих виправдань (і безрезультатний в тому числі) вже в якійсь мірі виправдовує людину в її експериментуванні над живими істотами. До речі, заклопотаність цією стороною справи ніколи не виключалася експериментаторами.

Василь Андрійович говорив про те, що взагалі експериментатор експериментатору різниться .- «Іноді зустрічаєшся і з прямою жорстокістю, особливо в навчальних інститутах, коли масі студентів показують складні операції без знеболювання».

– А взагалі експериментатор, – питав я — чи не людина це особливої черствості?
– Все-таки ні, – наполягав Василь Андрійович. – Швидше особливої свідомості боргу.

Однак, погоджувався він, область експериментування над живими істотами настільки делікатна, що було б необачністю не ставити в ній своєрідних «фільтрів».

…У відділенні якраз готувалися до операції… Миша вже була принесена. У вузькому коридорі жваво ходили люди в білих халатах – теж чекали початку, і пожвавлення їх було тим звичайним станом, який завжди передує події винятковій. Потім кроки стихли.

Я сидів один і читав «Правила проведення робіт з використанням експериментальних тварин». Вони важкими і невиразними, але точними фразами диктували експериментаторам, що їм дозволено і не дозволено в досліді. Вони охороняли по можливості мишу від страждань.

Читаючи «Правила», я думав про те, що досягнення, до якого приходять в лабораторії, автоматично знижує кількість експериментальних тварин. І чим значніше це досягнення, тим більший виграш їх, «бідних і беззахисних», за висловом Мечникова.

…Коло дійсно замикалося, залишаючи лише одне: замкнувшись, давало нескінченні виходи для людської думки.

Автор: Ю. Лексин.