Крыса против рака. Почему современной медицине нужно отказаться от опытов на грызунах?

О том, что опыты на грызунах - популярная штука, знают все. Об этом говорят в кино, сериалах, вы слышите это по телевизору или читаете в интернете. Новый препарат от такой-то фирмы прошел или начинает испытание на грызунах.

Причины опытов на грызунах

Причин на самом деле много. Но не все из них хорошие.

Исторический опыт. Опыты на животных начали ставить уже довольно давно, даже Аристотель не брезгал руки замарать. Нужно признать, что те опыты, которые ставили в Древней Греции или даже в средневековье были успешными, потому что тогда мы ещё познавали мир, изучали механизмы жизни. Да даже 19 век был прорывным за счет множества исследований на животных, вспомните хотя бы Павлова. Он же дырку сделал в собаке, а нам об этом на биологии в классе 8ом рассказывают. Но давайте будем честны, помимо опытов ради любопытства, против которых выступал Чарльз Дарвин, были и исследования, которые спасли многие жизни. Люди смогли выявить источники болезней, создать антибиотики и другие лекарства и все это за счет животных. Люди видят, что опыты ранее приносили огромные плоды, так почему же и сейчас они не могут быть эффективными?
Обязательность тестов на животных. В 20 веке опыты на животных стали обязательной мерой, связано это было с тем, что не все препараты могут быть безвредными. Изначально все было просто - выпустили препарат, кто-то пострадал, запретили препарат. Можно сказать спасибо Гарольду Уоткину, который выпустил в 1937 году "Эликсир сульфаниламида". И это тот самый случай, когда яд оказался сладким на вкус, точнее - малиновым. Более сотни погибших и тысяч отравленных людей в США заставили в 1938 году пересмотреть законы о тестировании лекарств, которые быстро переняли и другие страны (по данным Taste of Raspberries, Taste of Death. The 1937 Elixir Sulfanilamide Incident).
А спустя 20 лет, немцы, видимо вспомнив свою страсть к химическим штукам, направленным к людям, выпустили "волшебные пилюли" - талидомид, который приводил к порокам развития конечностей. Все это вылилось в то, что препараты стали тестировать и на беременных животных.
Сюда можно отнести и скандал 1900-1901 вокруг лошади "Джима". Сыворотка против дифтерии, полученная из крови коня со столбняком стоила жизни, как минимум 13 детей. Но тогда никаких подвижен не было.
Схожесть крыс и людей. Я сейчас не о характерах, а о том, что при исследовании лекарственных препаратов используют субъекты, максимально приближенные к людям - у грызунов схожесть ДНК с человеческой - 97%.
Генная инженерия. Во-первых, в отличие от примата, никто вам ничего не скажет, если вы сделаете крысу "под себя". Во-вторых, генная модификация крыс простая процедура. Конечно, это сложный процесс, но крысы отлично реагируют на изменения и у них выше выживаемость. На этом даже построена целая индустрия, которая выращивает крыс под определенные нужды.

Миниатюризация страданий. По факту, большое количество исследований проходит на мухах и червях. Потому что они маленькие и у них нет нервной системы. Тесты на шимпанзе или собаке противоречат моральному принципу - они оказывается испытывают боль. Но мыши, хоть и являются позвоночными и более сложными, чем простейшие организмы, не попадают под закон "благополучия животных" в США. И в любой другой стране. С мышами можно делать все, что угодно и никто вам ничего не скажет. И до смерти испытуемых никому дела нет.
Экономика. Мыши стоят намного дешевле, чем другие животные. Они не требуют больших затрат на содержание, приручение и корм. К тому же, они очень быстро размножаются.

Это все привело к тому, что опыты на мышах - самые распространенные, среди позвоночных. По данным National Association for Biomedical Research от 2015 - только в США используется от 20 до 30 миллионов мышей в год. А мировая статистика неизвестна. Но не стоит думать, что все дело в том, что они такие универсальные и продуктивные. Поэтому мы переходим к проблемам.

Что не так с мышами?

Что же, давайте начнем с очевидного недостатка.

Мыши это не люди.

Те, кто заявляют о 97% сходства ДНК упускают несколько важных штук:

3% огромная разница в генах
люди и мыши разные виды и устроены не полностью одинаково
генное разнообразие у людей выше
у мышей метаболизм быстрее в 7 раз
у мышей и людей разные реакции на воспаления
и, если вы не заметили этого по какой-то причине, люди в 3000 раз больше мышей (серьезно, в 2005 году даже исследование было, ведь просто так этого бы никто и не заметил)

Это выливается в проблему различия. В частности, в статье Хусейна Аттарвала в Journal of Young Pharmacists от июля 2010 было приведен пример нового лекарства от рака. Препарат показал отличные результаты на грызунах. Вот только от 1/500 дозы, у людей началась полиорганная недостаточность уже через несколько часов.

Когда мы разобрались с тем, что мыши не люди, давайте вернемся к истории.

Другое время, другие исследования.

Если раньше вивисекция исследовала механизмы биологических существ - как устроены мышцы, как устроен мозг и т.д, то потом люди начали изучать влияние вирусов, способы создания вакцин и так далее. Я просто пытаюсь сказать, что исследования становятся сложнее. Появляются новые цели и новое оборудование. Нам уже не интересно смотреть, как отреагирует мышца, если по ней пустить ток, потому что мы уже знаем это. Но мы все ещё используем грызунов, в тех проблемах, в которых они уже неэффективны.

И таким образом мы переходим к новой проблеме.

Неэффективность

Исследования Стива Перрина в Nature (даже ссылка есть) показали, что в 80% случаев исследования лекарств на грызунах не применимы к людям. Какие-то препараты не оказывали никакого воздействия, какие-то что-то усугубляли. Просто вдумайтесь в цифры - 20% пригодных для проведения на человеке исследований. И ещё не факт, что после испытаний на людях препарат будет одобрен и выпущен в производство.

Мы лечим мышей

Знаете, почему испытания на грызунах приводят к таким слабым результатам? Потому что исследователям приходится работать не с человеческими болезнями и опухолями, а, как вы догадались, с мышиными. Это приводит к тому, что мы довольно мало знаем, к примеру, о раке у людей и это затрудняет борьбу с ним. Если вы работаете с пластмассой, то вы не сделаете фарфоровую вазу. Исследования сильно замедляются и приводят к новой проблеме.

Цена исследований

Пусть мыши и очень дешевые, все же, исследования включают в себя не только материал, но и оборудование, зарплату, сами исследования, патенты и так далее. Научные лаборатории оплачивают 80% исследований, которые не приводят ни к чему. Добавьте к этому постоянное сокращение затрат на научный сектор и вы получите то, что препараты получаются крайне дорогим.

Есть ли выход?

Тут нужно закрыть один вопрос - исследования на грызунах производить стоит, как и на животных в целом. Конечно, защитники животных будут опротестовывать это и говорить о том, что и у мышей есть чувства. Но проводить опыты сразу на людях было бы опрометчиво, как минимум, потому что смертность повысится.

Да и управление по контролю за лекарствами ни одной страны мира не разрешит вам провести опыты на людях, без первоначального тестирования на грызунах. Какие же тут пути решения?

Компьютерное моделирование. В принципе, оно работает уже давно, огромные мощности в облачных серверах и стационарных не только майнят вам биткоины, но и направлены на моделирование и просчеты. Большая проблема этого метода не только в затратах на аренду сервера, но и в неидеальности системы. Это мало выгодно, потому что не все лаборатории могут позволить себе такие ресурсы, а мощностей современных компьютеров недостаточно для моделирования высокой точности. Но 2017 год был в этой области довольно прорывной - скачек в машинном обучении может позволить предсказывать реакции намного точнее. К тому же, ещё в 2015 году был создан первый прототип электронно-оптического процессора, а в 2016 году компания Optalуsys анонсировала оптический сопроцесоср GENESYS. Оба проекта были потенциальными, но сейчас ссылки на официальных сайтах универсистетов и компании Optalуsys не доступны. Возможно, проекты закрыли. Но опыты все равно ведутся, о чем говорит недавнее открытие НИТУ "МИСиС", которое может позволить в этом вопросе сделать большой шаг вперед. Конечно, там остаются вопросы о ПО и прочих штуках, но разработки есть, остается ждать.
Больше генной инженерии. Это самый простой способ, который так же будет малоэффективен. И все же, есть подтверждение тому, что генетическая перестройка мышей может улучшить результат ( Rosenthal N, Brown S. "The mouse ascending: perspectives for human-disease models, " Nat. Cell Biol, 2007). Такие вмешательства позволяют приблизить мышей по ряду показателей к людям, сделать раковые клетки более человечными. К тому же, такой выход не противоречит текущему законодательству в этой области.
Исследовать людей. Если мы сконцентрируем работу с биоматериалами человека, а на грызунах будем тестировать препараты на токсичность в финальной стадии, то это может сработать. Увы, цена исследований в таком случае вырастет ещё больше. К тому же, возникают очевидные проблемы - как сделать так, чтобы биоматериал имитировал жизнь?
Клонирование. Я не призываю создавать армию штурмовиков для того, чтобы пилить их. Я говорю о воспроизведении человеческих тканей и органов с целью исследования. В этом случае не возникает вопрос гуманности, но вопрос цены встает особенно остро. Но эксперименты в этой области идут, мы уже научились воссоздавать клетки и ДНК. Вот только в исследовательских целях использовать такие штуки пока нельзя. Но кое кто пытается добиться этого. Будем надеяться, что комитет по этике рассмотрит этот вопрос, пусть он и действительно сложный.
Полный пересмотр всей системы. Давайте уже признаем, что грызуны не самые эффективные испытуемые. Каике-то исследования, давшие положительный результат на грызунах, дают отрицательный или отсутствующий результат в опытах над людьми (80% таких). Можно предположить, что есть и обратные случаи, но мы об этом вряд ли узнаем, потому что сперва грызуны, потом люди. Необходимость пересмотра системы исследований во всем мире крайне важный, но сложный процесс. Всегда есть множество разногласий, будь то этика или законность. Но, увы, мы дошли до той точки, когда исследования стали очень сложными, а грызуны не способны дать нам даже на 50% достоверную картину.

Увы, современная медицина и наука страдают от разных факторов, и несовершенство подопытных тут всего лишь одна из многих проблем, которые встают на пути исследователей. Но не говорить об этом - значит не признавать существование этой проблемы. И пусть решение - это сложный, долгий и противоречивый процесс, его поиски - важный шаг на пути к открытиям. Нам нужно открыто говорить о том, что нам мешает достигнуть цели, чтобы совершенствовать все механизмы. В научных исследованиях лежит судьба множества жизней и интересов. Поэтому логично, что с этим что-то нужно делать.