Модели на животных использовались для решения широкого круга научных областей, от фундаментальных исследований до разработки и оценки лекарственных средств.
Использование животных зависит не только от многих биологических сходств, наблюдаемых у большинства млекопитающих, но также и от того факта, что болезни человека часто поражают другие виды животных. Это особенно актуально для большинства инфекционных заболеваний, но также и для очень распространенных заболеваний, таких как диабет, гипертония, аллергия, рак, эпилепсия, миопатии и много других. Эти заболевания не только являются общими, но и механизмы настолько близки, что 90% ветеринарных препаратов, используемых для лечения животных, идентичны или очень похожи на те, которые используются для лечения людей.
Многие значительные успехи в фундаментальных или медицинских исследованиях стали возможными благодаря наблюдениям и испытаниям на животных. Во всех случаях животная модель необходима для понимания определенных элементов заболевания, для тестирования инновационных методов лечения или даже для реинвестирования традиционных методов лечения, чтобы узнать новые возможности и ограничения. Далеко не Альфа и Омега биологических исследований, животное, тем не менее, является центральным звеном, необходимым в медицинской процедуре, которая состоит, для любого нового лечения, в оценке соотношения польза - риск для пациента.
Долгое время считалось, что существуют естественные паттерны нейродегенеративных заболеваний человека. Многочисленные неврологические фенотипы, такие как те, которые наблюдаются у линий мышей Reeler, Weaver и Staggerer, проявляющие нарушения равновесия и походки, действительно были идентифицированы и затем отобраны у сельскохозяйственных животных. Повреждения, связанные с потерей функции мутированного белка, в основном касаются развития мозжечка. Вопреки тому, что можно было подумать, эти три линии не являются моделями человеческой атаксии. Мутация гена Reln вызывает нарушение миграции нейронов, ответственное за повреждения мозжечка у мышей Reeler, но у людей - лиссэнцефалию. Reelin - продукт гена Reln - также участвует в случаях шизофрении. У мышей Weaver избирательно затрагиваются клетки мозжечка и дофаминергические нейроны черной субстанции. Нонсенс-мутация касается гена Girk2, но поиск мутации в гомологичном гене человека до сих пор оказался отрицательным. У мышей Staggerer атрофия мозжечка обусловлена потерей клеток Пуркинье и клеток семенного слоя. Ген staggerer кодирует транскрипционный фактор RORα, ядерный рецептор, мутация которого никогда не была идентифицирована у людей. В заключение, фенотипы естественных моделей вызывали таковые у человека, и это сходство предполагало, что выбранные линии могут быть полезны для исследования физиопатологических механизмов. В основном это были ложные выводы, и большинство предсказаний оказались ошибочными, еще раз демонстрируя, что фенотипическая аналогия не означает механистическое родство.
Введение мутантного гена человека или его инактивация у лабораторного животного является более прямым подходом, чем идентификация природных фенотипов. Мышь - это животное идеального выбора. Её легче обрабатывать и поддерживать, чем крысу, не говоря уже о примате, а геномы мыши и человека относительно близки по структуре. Дополнительный трансгенез, первый разработанный метод, редко бывает идеальным: слепая вставка нескольких копий гена; иногда массивная сверхэкспрессия белка, который он кодирует; возможная и непредвиденная модификация эмбрионального развития; иногда топография аномальной экспрессии, обусловленная промотором, связанным с трансгеном, или природным промотором в зависимости от сайта вставки; переменные эффекты в зависимости от генетического фона; постоянство экспрессии дикого гена. Поэтому изменения, наблюдаемые у трансгенного животного, часто приводят к выбору между двумя альтернативными интерпретациями: реальным патофизиологическим механизмом или трансляцией искусственного пути деградации в связи с перепроизводством или внематочной продукцией рассматриваемого белка. Гомологичная рекомбинация, которая делает недействительным ген дикого типа и помещает трансген под контроль естественного промотора или условную экспрессию для контроля времени экспрессии трансгена, устраняет некоторые из упомянутых выше недостатков.
Трансгенные модели, даже развитые, не воспроизводят все аспекты человеческого заболевания, которое обычно включает в себя сеть взаимодействующих с белками партнеров: вероятность того, что все белковые партнеры вида (мыши) имеют одинаковое взаимное сродство с человеческими молекулами, действительно очень слабая. Шанс подражать эффекту уменьшается с количеством взаимодействий, которые отделяют его от мутированного белка. Наконец, топография экспрессии белка часто различается у животных и людей и зависит от промотора трансгена.