Грызуны принимают бой

Лидерами по смертности являются все же не онкологические заболевания, а сердечно-сосудистые: атеросклероз, всевозможные аритмии, инфаркт миокарда и пр. Там, где нужно исследовать процессы, происходящие в инфарктном сердце, предпочитают использовать крыс – они намного крупнее мышей, и хирургические операции на них выполнять проще. Если нужно спровоцировать у животного атеросклероз (заболевание артерий), то могут отдавать предпочтение мышам, так как у них проще «прооперировать» гены, создав линию, предрасположенную к атеросклерозу. Вместе с тем одно из наиболее изученных и эффективных средств против атеросклероза – розувастатин – было разработано во многом с помощью крыс. Розувастатин подавляет синтез холестерина в печени и заставляет клетки печени поглощать «плохой холестерин», или липопротеины низкой плотности – так называют комплексы липидов с белками, которые откладываются на внутренней стенке сосудов в атеросклеротических бляшках. Розувастатин уменьшает эти бляшки, увеличивая просвет сосудов, тем самым уменьшая вероятность инфарктов и инсультов. Опыты, которые в конце 90-х – начале 2000-х проводили на крысах специалисты из компании AstraZeneca, показали, что он в несколько раз эффективнее подавляет синтез холестерина, чем другие вещества-статины.

Крысы vs Бактериальные инфекции

Стоит ли говорить, что на грызунах испытывали и продолжают испытывать антибиотики? Среди сравнительно новых антибактериальных средств, эффективность которых изучали на крысах, можно назвать даптомицин и тедизолид. Даптомицин открыли в 1985 году, и в одной из первых статей про него, вышедшей в 1986 году в Antimicrobial Agents and Chemotherapy, говорится, что он помогает крысам пережить бактериальный эндокардит. А в одной из недавних статей, опубликованной в сентябре прошлого года в Antimicrobial Agents and Chemotherapy, речь идет о том, как даптомицин действует на крыс с остеомиелитом, вызванным лекарственноустойчивыми микробами. Тедизолид – антибиотик еще более молодой: едва ли не первая статья, посвященная его фармакокинетике, появилась в Journal of Pharmacy and Pharmacology в 2007 году, и описанные в ней эксперименты ставили опять же на крысах. И даптомицин, и тедизолид работают против широкого спектра бактерий, причем особый интерес вызывает их способность убивать лекарственноустойчивые штаммы, то есть те, которые нечувствительны к антибиотикам предыдущих поколений. Кстати, в России тедизолид включен в список жизненно необходимых и важнейших лекарственных препаратов.

Во многих областях науки невозможно обойтись без грызунов. Правда, почти везде придется делать оговорку, что крыс используют наряду с мышами. Однако, где крысы оставляют мышей далеко позади, так это в нейробиологии и психологии. Крысы намного умнее мышей, их проще обучать, и они способны освоить больше навыков. Крыс намного чаще используют в исследованиях, посвященных базовым свойствам обучения, памяти, принятия решений, стрессовых реакций, выработки условных рефлексов и другим навыкам. С помощью крыс даже пытались разрешить один из самых больших научных вопросов – о наследовании интеллекта. К 1942 году американский психолог Роберт Трайон (Robert Tryon) завершил серию экспериментов, в которых показал, что некоторые особенности поведения могут передаваться по наследству. Гоняя крыс по лабиринту, Трайон отделял тех, кто быстро запоминал маршрут и не делал ошибок, от тех, кто справлялся хуже. Затем он скрещивал «умных» крыс с «умными», а «глупых» – с «глупыми», и через несколько поколений ему удалось вывести две линии крыс – «умных» и «глупых». До этого среди психологов преобладало убеждение, что наследственные факторы не играют большой роли в поведении, так что результаты Трайона оказались революционными. Правда, сейчас, вспоминая эти опыты, обязательно уточняют, что «умные» крысы могли эффективнее справляться с заданием не потому, что у них было лучше с памятью и обучаемостью, а, например, потому, что у них были преимущества в зрении. Так что возникает вопрос, по каким признакам их на самом деле отбирали. Кроме того, в 1963 году появились сомнения в достоверности результатов эксперимента в целом. Те, кто его выполнял, знали, какая группа крыс считается умной, а какая – глупой, и это знание влияло на то, как человек воспринимал крыс. Роберт Розенталь (Robert Rosenthal) из Гарварда провел похожий эксперимент, но на сей раз крысы в обеих командах были одинаковые, а вот студентам, которые с ними экспериментировали, говорили, что есть команда умников и команда дураков. И хотя обе группы проходили лабиринт более или менее одинаково, студентам казалось, что якобы «умные» крысы проходят его лучше. Что же до главного вопроса: могут ли наследоваться поведение и интеллект, – то сейчас уже ясно, что какие-то черты (особенно патологические) могут наследоваться, но однозначного ответа пока нет.

Роберт Трайон, www.npg.org.ukФото: Fer Gregory, www.nautil.us

Крысы очень востребованы в исследованиях нейродегенеративных расстройств – таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. При нейродегенеративных болезнях нервные клетки гибнут, поскольку в них накапливаются патогенные белки; гибель нейронов в первую очередь затрагивает те или иные зоны мозга, так что в качестве характерного симптома мы видим, например, потерю памяти или постоянный неконтролируемый мышечный тремор. Почему вдруг в нейронах начинают накапливаться патогенные белки, как именно они вредят клеткам и что тут можно сделать – все это удобно изучать именно на крысах. К примеру, на них разработали арисепт (или донепезил) – одно из лекарств, используемых при болезни Альцгеймера. Арисепт подавляет расщепление в нервной ткани одного из важных нейромедиаторов – ацетилхолина. Нейромедиаторы нужны, чтобы нервные клетки могли обмениваться импульсами, при этом уровень нейромедиатора не должен быть ни слишком низким, ни слишком высоким – поэтому, чтобы держать его на нужном уровне, есть специальные ферменты, утилизирующие избыток нейромедиаторов. При нейродегенеративных заболеваниях нейроны гибнут, и уровень нейромедиатора тоже падает, потому что его становится некому синтезировать. Но если заблокировать фермент, расщепляющий нейромедиатор, то развитие симптомов болезни можно отчасти затормозить. Одна из первых работ, посвященная действию арисепта на ацетилхолин, появилась еще в 1994 году в Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology – в ней исследователи из Фармакологического колледжа Кёрицу сообщили, что препарат в несколько раз повышает уровень ацетилхолина в гиппокампе крыс, то есть его вполне можно использовать для поддержания уровня нейромедиатора при болезни. А в одной из совсем недавних статей, опубликованной прошлой весной в Basic and Clinical Neuroscience, говорится, что препарат стимулирует активность клеток гиппокампа у крыс с альцгеймероподобным расстройством – свойства лекарства продолжают изучать. Но и арисепт, и мементин (еще один антиальцгеймерический препарат, созданный при участии крыс) действуют лишь на симптомы болезни, так что называть их антиальцгеймерическими не совсем корректно – на причины заболевания они не влияют и ход его не меняют. Разумеется, такие лекарства активно пытаются создать, но с этим связана методическая проблема.

Слева фрагмент мозга, пораженного болезнью Альцгеймера, а справа – мозг здорового человека. Фото: SPL/Science Source, www.americanscientist.org

Лабораторные животные вообще и крысы в частности – не последняя инстанция: кроме экспериментов на животных всякая уважающая себя биомедицинская компания будет проводить клинические испытания, не говоря уже об исследованиях на клетках человека и на выращенных в пробирке крохотных подобиях настоящих человеческих органов. В выращивании органов в пробирке сейчас идет вполне ощутимый прогресс, так что можно надеяться, что вскоре такие органы «под заказ» во многих областях заменят лабораторных животных, и о научных заслугах крыс, мышей, кроликов и многих других нам будут напоминать только их памятники.