НОВАЯ БИОМОДЕЛЬ -- СИБИРСКАЯ МИНИ-СВИНЬЯ
И.Горелов, старший научный сотрудник
лаборатории разведения
экспериментальных животных
Института цитологии и генетики СО РАН.
В Институте цитологии и генетики СО РАН, несмотря на достаточно
сложное экономическое положение, сохранено и совершенствуется
стадо первых отечественных лабораторных миниатюрных свиней,
отвечающих по основным параметрам международному стандарту.
Известно, что многие успехи современной биологии и медицины в
развитых странах были достигнуты, благодаря наличию и
использованию лабораторных животных и, особенно, свиней. Для
таких целей в настоящее время в США, Японии, Англии, Чехии,
Германии созданы и используются десятки специальных пород
лабораторных свиней.
Такой высокий интерес к этому виду животных можно объяснить
только тем, что организмы человека и свиньи, как ни странно, по
многим внутренним системам очень близки. Например,
пищеварительная, сердечно-сосудистая системы, организация зубной
системы, строение глаза, морфология и физиология почек свиней идентичны
человеческим. Даже вес таких важнейших органов мини-свиней, как
сердце, почки, печень, легкие, почти соответствует человеческим.
А соотношение между площадью поверхности тела и его массой у
сибирских мини-свиней идеально соответствуют аналогичному
показателю у человека. Очень хорошо подошли человеку по
совместимости и морфологии свиные сердечные клапаны, что
подтверждено многими зарубежными и отечественными кардиоцентрами.
Не секрет, что в мире на этом "анатомическом двойнике" человека
блестяще отработаны многие методики в области медицины,
фармакологии, вирусологии, бактериологии, иммунологии,
иммуногенетики и т.д. Но свиньи оказались идеальным объектом и
при решении проблем трансплантации органов, о чем есть
убедительные сообщения в зарубежной и отечественной печати.
Например, в Израиле стали применять сердечные клапаны свиньи при
кардиохирургических операциях еще в начале 80-х годов.
Сибирские мини-свиньи, созданные в нашей лаборатории,
апробированы в некоторых медицинских и биологических институтах
Сибири при моделировании атеросклероза, механизма взаимодействия
гетерогенных тканей в плаценте, патогенеза язвы желудка и
двенадцатиперстной кишки, влияния стресса при трансплантации кожи
и сосудов; также -- в исследованиях систем иммунитета, связанных
с последствиями радиационного облучения, при изучении генетики
иммунного ответа на эритроцитарные и сывороточные антигены и т.д.
Аналогичность строения кожи свиньи и человека позволяет
использовать эту модель не только для изучения действия лечебных
или косметических мазей, но и важнейших проблем радиационной
токсикологии и биологической защиты от радиации. Следовательно,
если в составе каких-то мазей и кремов, красителей для обуви,
тканей, детских игрушек имеются вредные вещества разного
происхождения, которые вызывают раздражение или воспаление кожи
человека, они точно так же будут раздражать кожу свиньи. При этом
надо учитывать, что мини-свиньи имеют, в основном, белую кожу и
способность прекрасно загорать.
На человеческий и свиной организмы одинаково воздействуют многие
биологические и медицинские препараты, в том числе наркотические,
антиалкогольные и радиоактивные вещества -- изотопы. В
ответственных для здоровья испытаниях новых лекарственных форм,
вакцин, сывороток, разных диагностикумов, косметических средств и
в радиодиагностике мини-свиньи могут быть наиболее приемлемыми
моделями.
Более того, проведенные в Каролинском институте Стокгольма
клинические испытания показали, что свиные панкреатические
железы, введенные в человека, способны производить инсулин и
годятся для лечения диабета. Есть также данные об успешных
результатах лечения больных людей, страдающих болезнью
Паркинсона, болезнью Хантингтона и эпилепсией: это может быть
осуществлено путем переноса им нервных клеток головного мозга от
эмбриона-свиньи.
Что касается изучения онтогенеза иммунного ответа на разные
антигены, то мини-свиньи являются просто незаменимой моделью.
Во-первых, невелики по размеру и ими можно легко манипулировать в
лабораторных условиях; во-вторых, многоплодны, что позволяет в
одном помете иметь несколько контрольных и подопытных животных;
в-третьих, возможно выращивание в контролируемых условиях с
определенной антигенной экспозицией, благодаря достижениям
гнотобиологии; и, в-четвертых, поросята рождаются лишенными
иммуноглобулинов, обладающих активностью антител.
Особый интерес с позиций практики представляет
ксенотрансплантация органов "животное--человек". И здесь главным
претендентом в качестве донора органов является свинья. Судя по
литературным данным, потребность в органах очень велика, и
удовлетворить ее только за счет людей-доноров удается далеко не
всегда. Например, в такой маленькой стране, как Англия,
проводится самое большое число трансплантаций сердца -- до 12
тысяч в год. Где взять столько подходящих по совместимости
сердец? Ясно, что в первую очередь подвергаются операции те
больные, чья дальнейшая жизнь просто невозможна без пересадки
сердца, а остальным приходится ждать случая -- донора требуемого
органа. К сожалению, многие больные гибнут, так и не дождавшись
этого.
Ксенотрансплантация является актуальнейшей проблемой, и во многих
странах мира усиленно проводятся исследования по поиску
преодоления порога несовместимости пересаживаемых органов и
реакции иммунной системы. Ученые пытаются перехитрить
человеческую иммунную систему, отторгающую чужие органы. Они
уверены, что когда-нибудь сердце, легкие, печень или почки свиней
смогут покрыть хронический дефицит в человеческих донорских
органах. Ибо потребность в них очень велика: сотни, тысячи
пациентов ожидают поступления свежих органов для трансплантации.
А органы эти, как известно, весьма специфические, дорогостоящие и
во всем мире в большом дефиците, потому что их потенциально можно
получить лишь вследствие гибели других людей.
Но, судя по сообщениям в печати, в ближайшее время эта проблема
будет все же решена. В Кембридже (Англия) ученые путем внедрения
генов человека в геном свиньи вывели породу трансгенных свиней,
генетический код которых позволяет предположить, что органы этих
животных не будут отторгнуты организмом человека в случае их
пересадки. Это происходит за счет генов-регуляторов, которые
регулируют иммунную систему организма реципиента -- человека.
Первые опыты по пересадке почек трансгенных свиней обезьянам
показали обнадеживающие результаты -- почки нормально
функционировали в организме обезьяны более двух месяцев. Это
указывает на реальную возможность пересадки почек, сердец и
других органов от свиней человеку.
В связи с этим британское и израильское правительства вскоре
намерены разрешить пересадку сердец и почек от трансгенных свиней
человеку. Таким образом, ксенотрансплантация, которая до
недавнего времени рассматривалась как нереальная альтернатива
донорству человеческих органов, сейчас провозглашается реальной
возможностью.
Конечно, как считают некоторые ученые, есть опасность, что вместе
с печенью, почками или свиным сердцем в организм человека может
проникнуть вирус, малоизученный на настоящий момент. Но это дело
времени, и ученые найдут "управу" на такие вирусы.
К сожалению, в России в настоящее время эта биологическая модель
-- мини-свиньи -- практически не задействована в решении научных
проблем отечественной биологии и медицины. Не случайно за рубежом
зачастую ставят под сомнения результаты наших научных
исследований из-за "некондиционности" экспериментальных
биомоделей. Причины этого явления разные, но главная из них,
конечно, в бедственном экономическом состоянии наших научных
учреждений. Есть и субъективная причина. Приходится проводить
опыты на привычных объектах: кроликах, крысах и мышах. Но в
ближайшем будущем мини-свиньи как биомодель, несомненно, займут
лидирующее место в экспериментах. Тому есть подтверждение --
повышенный в последнее время интерес ученых России к этому виду
лабораторных животных.
Например, на наших мини-свиньях группой кардиохирургов,
возглавляемой кандидатом медицинских наук В.Духновым из Института
патологии кровообращения им. ак.Мешалкина, проведено несколько серий
операций по пересадке сердец между свиньями. В результате
тщательно отработана безошибочная технология этого процесса. И,
видимо, как заверяют нас кардиохирурги, недалек тот день, когда
эта технология будет широко использоваться и при пересадке сердец
людям. А пока в качестве условных пациентов на операционном столе
лежат лабораторные миниатюрные свиньи, выведенные в Институте
цитологии и генетики.
Первые опыты по использованию сердечных клапанов свиней для людей
были ведь также отработаны на сибирских лабораторных
мини-свиньях. Кемеровский кардиологический центр вот уже
несколько лет успешно использует клапаны свиных сердец в качестве
биопротезов для людей. В отличие от заграничных, сибирские
ксенопротезы более надежны и стоят гораздо дешевле. Словом, есть
надежда на то, что все-таки российские ученые -- биологи и
медики, будут смелее использовать этих животных в экспериментах в
качестве биомоделей.
Разведение этих животных сейчас осуществляется в Экспериментальном
хозяйстве. По предварительным заявкам потребителей мы
можем подготовить для реализации требуемое количество животных
любого возраста, пола, веса. А сотрудники лаборатории разведения
экспериментальных животных готовы помочь в выборе нужных животных
и ознакомить с необходимыми методиками по содержанию и работе с
этим видом лабораторных животных.
стр.
|
