Сегодня мыши остаются одними из самых популярных животных для биомедицинских исследований. На них тестируют новые лекарства, проверяют пищевые добавки, ставят генетические эксперименты и многое другое. И хотя тела мышей являются близким аналогом человеческого организма, полученные с их помощью данные могут быть неточными. И одна из проблем кроется в том, что большинство используемых в лабораториях грызунов — самцы. Рассказываем подробнее
Использование животных в медицинских экспериментах, чтобы получить представление, как лекарство или болезнь может повлиять на человека, началось еще в Древней Греции. Уже тогда люди понимали, что звери обладают схожими с людьми физиологическими, поведенческими и другими характеристиками. В результате этот метод познания настолько распространился, что стал применяться практически во всех областях биомедицинского познания, включая фундаментальную биологию, иммунологию и даже психологию. И хотя описанная практика подвергается резкой критике со стороны групп, защищающих права животных, невозможно отрицать, что исследования, в которые были вовлечены звери, значительно продвинули вперед научное знание, уменьшили человеческие страдания и спасли миллионы жизней.
Согласно данным, опубликованным Фондом биомедицинских исследований США, около 95% лабораторных животных, которые используются для биомедицинских исследований, — крысы и мыши. Прежде всего это связано с гомологией и физиологией грызунов. Дело в том, что мыши и крысы, которых используют в исследованиях, являются инбредными. Это означает, что они происходят от одних и тех же особей, что делает их генотипы практически идентичными. Результаты исследований на таких мышах становятся более однородными и достоверными.
Еще одна важная причина, по которой мыши и крысы — предпочтительные звери для биомедицинских исследований, — их сходство с людьми. Действительно, несмотря на то, что внешне люди и мыши мало чем похожи, генетические, поведенческие и биологические характеристики наших видов сильно напоминают друг друга. Так, около 97,5% рабочей ДНК мышей совпадает с человеческой. В результате, например, симптоматика многих болезней у мышей и людей оказывается одинаковой. Помимо прочего, свою роль в использовании грызунов играют и небольшие размеры животных, что значительно упрощает их содержание, короткий репродуктивный цикл (одна мышь рожает около семи раз за год), обильное потомство (пять-шесть детенышей в одном помете), простота манипуляций с мышиным геномом, а также оптимальная продолжительность жизни мышей (один год жизни грызунов соответствует 30 человеческим, что помогает, например, быстро проанализировать разнообразные особенности старения).
Однако есть причины, чтобы считать часть исследований на мышах необъективной.
Проблема заключается в поле лабораторных животных
Сексуальная предвзятость в биомедицинских исследованиях существовала на протяжении многих лет. К сожалению, зачастую люди женского пола не были представлены в медицинских научных работах, что привело к множеству врачебных ошибок. Ученые прошлого оправдывали отсутствие клинических испытаний на женщинах тем, что реакция женского и мужского организмов на один и тот же препарат будет идентичной. Однако в то же время эксперты опасались, что изменчивый гормональный фон женщин скомпрометирует полученные результаты, вследствие чего собранные данные будет труднее интерпретировать. Расхожей причиной такой практики было и мнение, что прием непроверенных препаратов мог негативно отразиться на репродуктивных функциях девушек. В итоге женщины детородного возраста на долгие годы оказались исключены из медицинских испытаний.
Такая халатность привела к талидомидовой трагедии. В 50–60-х годах ХХ века "Талидомид" производил немецкий фармацевтический концерн Grunenthal. Препарат прописывали беременным женщинам в качестве успокоительного. Однако, как выяснилось позже, его прием провоцировал тяжелые физические дефекты у новорожденных: около 10 тыс. детей появились на свет с деформированными или отсутствующими конечностями, а также серьезными нарушениями в развитии. В 1962 году "Талидомид" изъяли из обращения, но причины негативных последствий удалось установить только в 2009 году (оказалось, что препарат влиял на рост новых кровяных телец у эмбрионов). В первую очередь трагедия была вызвана тем, что, хоть препарат и рекомендовали пить беременным женщинам для облегчения токсикоза и предродовых тревог, делая акцент на его абсолютной безопасности как для матери, так и для будущего ребенка, никаких дополнительных исследований, чтобы убедиться в том, что это действительно так, не было проведено.
Мышей и крыс женского пола не использовали в биомедицинских тестах прошлого по схожим причинам, за исключением опасения за репродуктивное здоровье грызунов. Помимо прочего, ученые даже сегодня могут намеренно избегать работы с грызунами мужского и женского пола одновременно из-за больших затрат, связанных с их покупкой и размещением. И хотя многие авторитетные организации, ответственные за координацию исследований в области здравоохранения, стремятся решить проблему (например, с 2016 года Национальные институты здравоохранения США не выдают гранты на исследования, которые планируют проводить на мышах одного пола), такое неравенство в медицинских исследованиях все еще сохраняется.
Так, по мнению экспертов, из-за недостаточной представленности самок мышей в лабораториях в вопросах исследования старения мужчины гораздо более репрезентованы, чем женщины. Оказалось, что около 75% экспериментальных препаратов, которые призваны продлить жизнь грызунов (например, различные сенотерапевтические препараты), работают только на мышах-самцах. Как объясняет американский биолог и специалист в области исследований механизмов старения Стивен Аустад (Steven Austad), это вызвано значительными гормональными и генетическими различиями между грызунами мужского и женского пола. Другими словами, если наблюдать преимущественно за мужчинами, важные сведения могут быть упущены, а данные неверно истолкованы. Кроме того, ученый отметил, что в таких исследованиях необходимо выделять в отдельные группы самок, у которых не было половых контактов, и самок, которые уже обзавелись потомством. Игнорирование гормональных перемен, которые переживает женский организм после появления на свет ребенка, приведет к тому, что даже если гипотетически у ученых получится придумать "таблетку от старости", она будет работать только на мужчинах, а если и подействует на женщин, то может не сработать на тех, кто еще не рожал.
Один из самых ярких негативных примеров гендерной предвзятости, которая свела на нет результаты исследований старения, — диеты с низким содержанием аминокислоты метионин. Как показала публикация 1993 года, такой режим питания продлевает срок жизни крыс на 30%. Затем появилось больше работ, подтверждающих первоначальные выводы. Однако со временем эксперты отметили, что исследования "низкометиониновой" диеты проводились только на крысах-самцах. Когда же ученые проверили схожий рацион на самках, часть грызунов умерла раньше, чем их сородичи, которые не придерживались экспериментальной здоровой диеты. И это не единственная область биомедицинских экспериментов, подверженная "мышиному сексизму": аналогичная проблема характерна для доклинических исследований сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и боли.
Самки грызунов делают исследования точнее
Несмотря на опасения ученых по поводу того, что изменчивый гормональный фон может спровоцировать неточности в результатах исследований, сегодня эксперты склоняются к тому, что мыши и крысы женского пола могут даже лучше подходить для некоторых медицинских экспериментов, чем самцы. Так, исследование Гарвардской медицинской школы показало, что самки мышей демонстрируют более стабильное поведение по сравнению с мышами-самцами. Когда команда ученых проанализировала движения генетически идентичных самцов и самок в так называемых круглых открытых полях — специальные вольеры, в которых проводят тесты в поведенческой неврологии, — оказалось, что вопреки опасениям этапы репродуктивного цикла очень слабо влияют на самок. Дальнейший анализ и вовсе показал, что самки мышей демонстрируют меньшую вариативность в поведении по сравнению с самцами. Это означает, что включение их в исследования не только восстановит историческую справедливость, вернув женщин в фокус медицинских исследований, но и обеспечит более низкую изменчивость данных, что позволит сделать результаты экспериментов, по крайней мере в нейробиологии, более точными.
К счастью, продолжающаяся работа над лучшей репрезентацией женщин в медицинских исследованиях дает свои плоды. Так, на рынке стали появляться препараты, которые предполагают различную дозировку для разных полов. Например, снотворное "Золпидем". Исследования показали, что одна и та же доза лекарства по-разному сказывалась на состоянии мужчин и женщин. На девушек лекарство действовало сильнее из-за разности в скорости метаболизма, в результате чего пациентки могли сталкиваться с трудностями во время вождения на следующее утро после приема препарата. В итоге было принято решение прописывать разные дозы на один и тот же вес женщин и мужчин.