Лабораторные мыши чаще чем любые другие животные используются в исследованиях. Ученым прекрасно известен как их геном, так и то, какое воздействие внешней среды может повлиять на этих грызунов. Чтобы добиться однородности их генома, исследователи скрещивают животных в узком родственном кругу. Из-за этого за десятилетия трудов на пользу науки мыши стали, как это принято говорить, инбредными - у них снизились способности к биологической адаптации.
Пока ученых эта ситуация полностью устраивает, так как она значительно снижает вероятность влияния на результат эксперимента посторонних, неизвестных факторов. Человек, например, может почувствовать неприятные ощущения в желудке и не знать причины своего дискомфорта. Это может быть какой-нибудь фрукт, спровоцировавший аллергическую реакцию, вчерашняя колбаса, лекарство от головной боли и множество других причин. Лабораторная мышь, тем временем, каждый день ест одну и ту же пищу. Она не покидает стен научного заведения. Таким образом, если её пронесет после приема лекарства, сомнений в том, почему это случилось, не будет.
Мыши помогли ученым изобрести множество лекарств. Их используют для отслеживания механизмов развития и распространения раковых клеток. Однако становится все более очевидным, что иммунные реакции лабораторных грызунов не похожи на человеческие. Генетическая идентичность вследствие инбридинга, благодаря которой мыши столь ценны для других исследований, делает их менее подходящими для работы с иммунитетом. Ученые раз за разом терпят неудачи, когда пытаются применить к людям методы лечения, испытанные на мышах. Согласно имеющимся оценкам, около 75% лекарств отсеиваются на этом этапе, а 70% от оставшегося количества на стадии клинических тестов.
Какие выходы видят ученые?
Некоторые исследователи предлагают исправить ситуацию с мышиным иммунитетом посредством использования в экспериментах диких мышей, коими можно считать любых представителей данного вида, не выращенных в лаборатории. Это могут быть как грызуны, продающиеся в зоомагазинах, так и те, что бегают по полям, питаясь злаками. Генетическое разнообразие в их сообществах искусственно не уничтожено. Более того, они используют свои гены не так, как их лабораторные собратья.
Грызуны, выросшие в стерильных условиях, изначально не готовы бороться с инфекцией. Многие поколения их предков были ограждены от любых микробов и инфекций. Эти животные вырабатывают меньше иммунных клеток, их защитная система не обучена борьбе и не подготовлена к активным действиям. Но как только организму начинает угрожать реальная опасность, все меняется.
В 2016 году ученые подвергли лабораторных мышей воздействию вирусов герпеса и желтой лихорадки, и грызуны быстро адаптировались. Они выработали белки, которые ранее у них не обнаруживались. Их иммунные реакции стали больше походить на те, что свойственны диким мышам, которые на протяжении всей жизни ежедневно подвергаются воздействию опасных инфекций. О чем это говорит? О том, что когда ученые изучают лабораторных грызунов, они могут не заметить «спящие» белки, даже если исследование посвящено непосредственно изучению иммунной системы.
Впрочем, в упомянутой работе от 2016 года было показано, как можно этому противодействовать. Достаточно подсаживать к лабораторным мышам их диких сородичей.
Такое соседство подстегивает иммунитет «неженок», подвергая его воздействию зловредных агентов, с которыми приходится сталкиваться всем живым существам, обитающим не в стерильных условиях. Людям в том числе.
Есть и другой выход. Некоторые исследователи создают что-то среднее между лабораторной и дикой мышью. Это группа пород, название которой можно перевести как «объединенная помесь» (Collaborative Cross). Её представители отличаются генетическим разнообразием, но у них есть и хорошо изученные гены, которые являются одним из основных преимуществ лабораторных мышей. Используя этот подход, ученые получают воспроизводимые результаты на животных, чья иммунная система по своим реакциям гораздо больше похожа на человеческую.
Видимые итоги этой работы уже имеются. Так, например, у людей есть белок Foxp3, который не позволяет иммунитету вредить своему хозяину. При этом его количество у каждого человека индивидуально. По всей видимости, его дефицит объясняет развитие некоторых аутоиммунных расстройств, по крайней мере, частично. Данный факт был выявлен во время исследования мышей «объединенной помеси», у которых объем белка Foxp3 разнился заметно больше, чем у обычных лабораторных. В дальнейшем ученые намереваются вывести ещё более репрезентативные породы, которые позволят найти истоки множества опаснейших болезней, в том числе рака.