O ľuďoch a myšiach použitých v klinických štúdiách

Aby sa vyvinul nový liek, musí byť testovaný v rade klinických štúdií na ľuďoch hodnotiacich bezpečnosť a znášanlivosť. Existujú rôzne typy klinického výskumu: liečba, profylaxia, životný štýl, diagnostika, genetický a epidemiologický výskum. V takýchto plánovacích štúdiách čelia vedci určitým otázkam: aká začiatočná dávka by sa mala použiť? Aké vedľajšie účinky môže mať? Existuje nejaký spôsob, ako získať informácie o bezpečnosti lieku pred jeho testovaním na ľuďoch?

Myši sa úspešne používajú na overenie cieľov liekov, účinnosti a bezpečnej dávky pre ľudí. Zároveň môžu byť myši použité na rýchly vývoj liečby veľmi zriedkavých chorôb, kde nízky počet pacientov bráni uskutočňovaniu klinických skúšok.

Európska únia investovala 550 miliónov EUR do viac ako 180 projektov zahŕňajúcich modely myší, počnúc rokom 1998 a v máji 2010, Európska komisia zorganizovala workshop o užitočnosti používania myší pri výskume ľudského zdravia.

Aký druh myší sa používa na experimenty

To, čo robí myši tak výnimočnými, je podobnosť ich genómu s ľudským genómom (99% ľudských génov sa nachádza v myšiach).

Aj keď existujú druhy (napríklad psy, ošípané a primáty), ktoré s nami súvisia ešte viac ako myši, práca s týmito veľkými zvieratami je nákladná a vyvoláva určité etické problémy. Vďaka malým rozmerom a krátkej dobe generovania a reprodukcie je chov myší pomerne jednoduchý a lacný. Okrem toho, pretože sa vo výskume po celé desaťročia hojne využívajú, vedci lepšie chápu biológiu a genetiku myší a vyvinuli veľké množstvo nástrojov a techník na ich štúdium. Tieto genetické nástroje zatiaľ nie sú k dispozícii pre veľké cicavce.

V posledných rokoch došlo k nárastu používania geneticky modifikovaných myší (často známych ako myšie modely „GEMMs“) vo výskume a predklinických štúdiách. Niektoré z týchto modelov môžu napodobňovať širokú škálu ľudských chorôb a zdravotných problémov, ako je rakovina a cukrovka. Je to jediný model, v ktorom je možné generovať organizmus, v ktorom bol určitý myšací gén nahradený podobným ľudským génom. Táto „humanizovaná“ myš bude produkovať a žiť s ľudskou verziou proteínu. Humanizované myši môžu byť vytvorené s mutantnou verziou ľudského génu, o ktorej je známe, že je spojená so špecifickým ochorením. Takýto model je možné použiť na testovanie možnej účinnosti lieku.

Geneticky modifikované myši musia byť validované, reprodukovateľné, nákladovo efektívne, aby ich farmaceutický priemysel považoval za optimálne.

Úspešné použitie

Lieky proti rakovine
Jeden z najdôležitejších príkladov toho, ako používať modely myší, ktoré môžu zachrániť život, pochádza od profesora Pier Paola Pandolfiho z Harvardskej lekárskej fakulty v USA. Na začiatku svojej kariéry objavil genetické mutácie zodpovedné za akútnu promyelocytovú leukémiu (LAP). APL je častá rakovina u mladších ľudí (väčšina pacientov je vo veku od 15 do 55 rokov). Až donedávna bolo nesmierne ťažké liečiť, ale dnes je vďaka liečbe zameranej na GEMM väčšina pacientov úplne vyliečená.

Lieky proti obezite

Práca s génom pre leptín u myší preukázala úlohu tohto hormónu pri regulácii chuti do jedla a pri prevencii obezity. V súčasnosti sa leptín používa na liečbu ľudí trpiacich určitým typom obezity.

Využitie génovej terapie na liečbu cukrovky

Prípady cukrovky na celom svete pribúdajú, liečba však zostáva zložitá. Fatima Bosch z autonómnej univerzity v Barcelone v Španielsku vyvinula liečbu cukrovky typu 1 u myší, ktorej sa myšiam injektovali vírusové vektory obsahujúce zdravé gény. Myši boli úplne vyliečené. Po úspechu myší spoločnosť Bosch naďalej dokázala účinnosť tejto génovej terapie u psov. Teraz sa plánujú klinické skúšky na ľuďoch.

Pretože sa myši množia rýchlo a majú tendenciu mať veľké kurčatá, vedci nemusia dlho čakať na vyhodnotenie výsledkov testov v budúcich generáciách, objavujú sa za pár mesiacov, nie rokov, ako by sa to stalo u ľudských subjektov.

Problémy, ktoré sa vyskytujú v klinických štúdiách na myšiach

Myši nie sú vždy spoľahlivými predklinickými modelmi pre ľudské choroby a vedecká literatúra je plná príkladov liekov, ktoré dobre fungujú na zvieratách, ale pri klinických skúškach na ľuďoch sa ukázali ako neúčinné. Tieto zlyhania stoja farmaceutický priemysel milióny eur.

Účinnosť prostredníctvom systematického skúmania možných účinkov lieku

Akútna toxicita - štúdia úmrtnosti po podaní jednej dávky produktu zvieraciemu druhu umožňuje stanovenie smrteľnej dávky 50 alebo LD50, čo je dávka, ktorá zabije 50% liečených zvierat v danom čase, napríklad osem dní.

Chronická toxicita - dôsledky opakovaného podávania skúmaného produktu, experiment sa vykonáva na dvoch alebo troch rôznych dospelých druhoch zvierat. Ak je liek určený na pediatrické použitie, môže byť užitočný doplnkový experiment na mladých zvieratách na zistenie možnej toxicity u detí. Tieto štúdie sú veľmi drahé a vykonávajú sa iba vtedy, keď by sa z produktu mal stať „liek“.

Toxicita a reprodukcia sa mení v sexuálnej aktivite, plodnosti a v potomstve, ak sa produkt užíva počas tehotenstva.

Účinok na potomstvo - na charakterizáciu toxicity zlúčeniny sa používajú teratogénne, embryotoxické a fetotoxické látky.

Karcinogénne riziko a mutagénne riziko (mutagénnym rizikom lieku je jeho potenciál poškodenia genómu)

Tradične bolo použitie údajov o zvieratách na stanovenie počiatočnej dávky liečiva alebo intervalu medzi dávkami použitými v klinických štúdiách na ľuďoch primárne empirické. Z dôvodu neúspechu klinických štúdií v dôsledku neoptimálneho dávkovania a rastúcich nákladov na vývoj liekov používajú spoločnosti farmakokinetické/farmakodynamické (FC/FD) modelovanie.

Farmakokinetika (PK) zahŕňa stanovenie absorpčných, distribučných, metabolických a eliminačných vlastností liečiva. Farmakodynamika (PD) sa týka štúdia biologických účinkov liečiva v tele, vrátane vzťahu medzi koncentráciou liečiva a jeho účinkami. PD vo svojej podstate zahŕňa mechanizmy účinku liekov, ako aj interakciu medzi liekmi s inými molekulami v tele. Kombinácia PK a PD pomáha vysvetliť vzťah medzi dávkou lieku a odpoveďou pacientov.

Práva zvierat. Ako môžeme hovoriť o právach laboratórnych myší?

Takzvané „tri R“ (v angličtine substitúcia, redukcia a zušľachťovanie) aplikovaná na zvieratá používané pri výskume - náhrada, redukcia a vylepšenie - ako prvá navrhla zoológ William Russell a mikrobiológ Burch Rex. ktorý tvrdil, že osoby zapojené do používania laboratórnych zvierat majú morálnu povinnosť hľadať náhrady za pokusy na zvieratách, kedykoľvek je to možné, udržiavať minimálny počet použitých zvierat a zlepšovať postupy na zníženie nepohodlia a stres spôsobený zvieratám.

V európskom práve sú experimenty na zvieratách klasifikované podľa ich cieľov. Podľa nemeckého práva sú klasifikované napríklad ako zásahy a ošetrenie na experimentálne účely, na účely ďalšieho vzdelávania a odbornej prípravy alebo na výrobu, prípravu, skladovanie alebo množenie látok, produktov alebo organizmov a sú prísne regulované. Pre ochrancov práv zvierat pojem „experiment na zvieratách“ zahŕňa akýkoľvek zásah a akékoľvek ošetrenie spojené s bolesťou, strachom a/alebo utrpením u týchto zvierat. Preto požadujú okamžité vylúčenie všetkých pokusov na zvieratách.

V roku 2001 britskí extrémisti, ochrancovia práv zvierat, napadli japonské univerzity a ukradli laboratórne zdroje; jedna osoba bola zatknutá a odsúdená na tri roky väzenia. V Japonsku bol zákon o právach zvierat revidovaný v roku 2005, pričom sa zdôraznil význam 3R vo vedeckých činnostiach so zvieratami.

Z hľadiska tých, ktorí umožňujú experimenty na zvieratách, je účel experimentu dôležitejší ako zviera a etická zodpovednosť voči človeku je vyššia ako voči zvieratám. A potom je kľúčovou otázkou vo výskume: „Môžem dosiahnuť svoj cieľ a spôsobiť utrpenie zvierat tým, že použijem menej alebo žiadne zvieratá?“