Українські вчені розповіли, у яких дослідженнях їм допомогли гризуни

Про це розповідають в Інституті молекулярної біології і генетики.

Під кінець 2020 року, який за китайським календарем був роком щура, науковці вирішили розповісти про мишей та дослідження ІМБГ, які були б неможливими без гризунів. 

У яких дослідженнях використовують гризунів

В ІМБГ зазначають, що без мишей неможливо вивчати розвиток людського серця, починаючи з внутрішньоутробного розвитку.

«Людство ще не все знає про те, як фізичні та гормональні «передози» впливають на міокард та низку генів, що працюють у серці і забезпечують його адаптацію до цих навантажень. Такі дослідження веде у відділі генетики людини ІМБГ група вчених на чолі з доктором біологічних наук Оксаною Півень. 

Саме за допомоги лабораторних мишей ми встановили, що серце зовсім не може розвиватися без гена, який кодує білок N-кадгерин: ембріони такі нежиттєздатні, що гинуть на 11-у добу розвитку», – розповідають у ІМБГ.

До того ж вченим за допомогою мишей вдалося визначити, що інший ген – Ctnnb1 є важливішим у постнатальному розвитку серця.  Оскільки його нокаут (природне чи штучне "відімкнення") призводить до загибелі новонародженого мишеняти.

«Ми з’ясували що бета-катенін є одним із важливих регуляторів метаболізму серця і також координує функцію мітохондрій – наших «генераторів» енергії.

Вперше вчені ІМБГ показали регуляторну функцію іншого гена – Ctnna1. 

Ми з’ясували, що його продукт – білок альфа-катенін – бере участь у регулюванні кількох важливих сигнальних каскадів, а внаслідок його нокауту в мишей відбувається порушення метаболізму ліпідів, гемодинамічної функції серця, розвивається серцева недостатність, відтак вони не доживають і половини «мишачого» віку», – пояснюють вчені. 

У ІМБГ зазначають, що ці дані є путівником у пошуку генів, порушення яких можуть призводити до подібних патологій у людей.

Дослідження онкозахворювань

Миші також допомагають вченим з ІМБГ досліджувати молекулярні методи виявлення ракових пухлин без оперативного втручання, лише за аналізом крові. Науковці оцінюють експресію низки генів, що є важливими у процесі росту пухлини, у крові мишей – в нормальному стані та при наявності експериментальних меланом у тварин. 

«Завдання – знайти саме ті потенційні гени, що змінюють свої показники під час росту ракової пухлини й, відповідно, можуть «просигналізувати» про її наявність в організмі, і що раніше – тим краще. Меланома взята як приклад у цьому дослідженні. Отримані дані можна буде застосовувати для виявлення злоякісних утворень будь-якого характеру», – розповідають у Інституті. 

За їхніми словами, ці дані можуть використовуватися як маркери для виявлення злоякісних утворень неінвазивними методами, для прогнозування прогресії розвитку пухлини та підбору ефективної хімієтерапії.

Як доглядають за мишами, які беруть участь в дослідженнях? 

У ІМБГ є спеціальний віварій, де мешкають гризуни, які допомагають у дослідженнях. 

Вони мешкають у температурі 22-24°C. 

При цьому автоматичні таймери контролюють комфортний режим для гризунів: у віварії 16 годин триває світловий день і 8 годин – ніч.

«Наш віварій складається з двох секцій: в одному лінійні миші, тобто "звичайні", підібрані шляхом класичної селекції.

У другому – генетично модифіковані, ті, в яких прицільно, залежно від наукових задач, змінено гени.

Перші екземпляри деяких таких мишей ми отримали від колег із Університету Пенсильванії (США), з якими виконували спільні наукові дослідження. Потім ми розмножили цих мишок», – розповідають в ІМБГ.

Крім того, зазначається, що робота з ними жорстко регламентована низкою міжнародних документів, насамперед Європейською конвенцією про захист лабораторних тварин, а також відповідним вітчизняним законодавством. 

За словами завідувачки трансгенної секції віварію ІМБГ Лариси Мацевич всі норми та правила з використання мишей у дослідах можна звести до «закону трьох R» (Replacement, Reducing, Refinement):

- Якщо для отримання потрібних даних можна не використовувати тварин, їх заміняють іншими експериментальними моделями.

- В експерименті має бути залучена оптимальна кількість тварин для того, щоб отримати надійні правдиві дані. Тобто ми не використовуємо більше тварин, ніж треба, але водночас діємо так, щоб отримати надійні дані й дослід не довелося б переробляти.

- Максимально гуманне ставлення до тварин: відповідний температурний режим, вентиляція, освітлення, постійно наявна їжа, вода, підстилка, захист від інфекцій тощо. І головне - гуманна постановка самого експерименту.

Крім того, законодавством також передбачена організація «дозвілля» для лабораторних тварин. Наприклад, вони повинні мати іграшки. У віварії ІМБГ це м’який папір та вата, яким миші граються – лазять по ньому, гризуть, виплітають хатинки.