В научном сообществе стремительно завоевывают популярность альтернативные методы лабораторного тестирования, заменяющие эксперименты на животных. Подробнее об этом рассказывает Наталья Анатольевна Крюкова, кандидат биологических наук, заведующая лабораторией Института систематики и экологии животных СО РАН.
Насекомые помогут спасти мир от супербактерий
Современные подходы, например компьютерное моделирование и эксперименты с клеточными культурами, имеют определенные ограничения. Поэтому ученые все чаще используют насекомых вкачестве альтернативы. Они идеально подходят для лабораторных условий благодаря: легкости разведения, простоте в работе, хорошей изученности генетики, отсутствию этических ограничений.
Насекомых легко выращивать, с ними просто работать, а их генетика хорошо изучена. Кроме того, такие эксперименты не вызывают этических вопросов, в отличие от опытов с животными. Поэтому насекомые – ценный инструмент в биологических и медицинских исследованиях.
Одна из серьёзных проблем современной медицины — устойчивость бактерий к антибиотикам. Учёные изучают это на насекомых — мушках, шелкопрядах или мухах.
Исследования показали, что бактерии кишечника домашней мухи (Musca domestica ) могут перенимать гены устойчивости к антибиотикам от кишечной палочки (Escherichia coli). Это происходит двумя способами: через передачу плазмид (небольших колец ДНК) или с помощью вирусов-бактериофагов.
Хотя у насекомых состав кишечных бактерий проще, чем у животных, они отлично подходят для изучения взаимодействия микробов с организмом. Полученные данные помогают понять, как бактерии влияют на пищеварение и иммунитет, чтоважно и для здоровья человека.
Как маленькая мушка помогает изучать редкие болезни человека?
Учёные часто используют плодовых мушек(Drosophila) для исследований генетических заболеваний. Их геном полностью расшифрован и на две трети состоит из генов, аналогичных человеческим.
С помощью современных методов (CRISPR/Cas9) исследователи моделируют различные мутации, изменяя гены мушек.
Например, мутация в гене PARKIN, связанная с болезнью Паркинсона, аналогична гену у мушек, а у мухи Drosophila есть те же гены инсулиновой сигнализации, которые важны для изучения диабета II типа.
Такие эксперименты с мушками помогают проверять научные гипотезы перед исследованиями на людях.
Насекомые-переносчики болезней
Многие насекомые, включая комаров и блох, переносят опасные инфекции: малярию, лихорадку Денге, вирус Западного Нила, чуму.
Геном важнейших переносчиков малярии постоянно меняется (более 50 млн изменяемых участков), поэтому они быстро становятся устойчивыми к инсектицидам.
Насекомые помогают учёным изучатьраспространение болезней. Благодаря этому возможна разработка новых методов борьбы с болезнями, а также мер профилактики и лечения.
Что же с защитой растений?
Лабораторные испытания на насекомых помогают быстрее создавать средства для защиты растений. Они также позволяют заранее обнаружить возможный вред для природы и людей.
К примеру, когда ученые смешали полезные бактерии (Metarhizium robertsii и Bacillusthuringiensis) с природным ядом (авермектинами), это средство убило 95% личинок колорадского жука в полевых условиях.
Несмотря на успехи альтернативных методов, полный отказ от экспериментов на животных пока невозможен. Однако внедрение современных технологий позволяет сократить их количество, повышая надёжность и безопасность научных исследований.
Несмотря на успех альтернативных методов, без животных пока не обойтись. Однако сейчас можно сократить их число в экспериментах, улучшая качество исследований.