Введение

Животное, которое регулярно используется в исследованиях.
Животная модель (сокращение от модели заболевания животных) – живое, нечеловеческое животное, часто генетически модифицированное, используемое в ходе исследований и изучения болезней человека с целью лучшего понимания механизма развития заболевания без риска для здоровья человека. Хотя биологическая активность, наблюдаемая в животной модели, не гарантирует аналогичного эффекта у людей, многие лекарственные препараты, методы лечения и средства от болезней человека разрабатываются частично на основе данных, полученных с использованием животных моделей. Животные модели, представляющие определенные таксономические группы в исследованиях и изучении процессов развития, также называются модельными организмами.

Наука о поведении

Животные модели, используемые в психологии и социологии, часто называются моделями поведения на животных. Создать животную модель, которая бы идеально воспроизводила симптомы депрессии у пациентов, сложно. Животным свойственно отсутствие самосознания, способности к саморефлексии и способности к обдумыванию; более того, такие ключевые признаки расстройства, как подавленное настроение, низкая самооценка или суицидальные наклонности, трудно оценить у нечеловеческих субъектов. Однако депрессия, как и другие психические расстройства, состоит из эндофенотипов, которые можно воспроизвести и оценить в экспериментах на животных независимо друг от друга. Идеальная животная модель предоставляет возможность изучить молекулярные, генетические и эпигенетические факторы, которые могут приводить к развитию депрессии. С помощью животных моделей можно исследовать лежащие в основе молекулярные изменения и причинно-следственные связи между генетическими или факторами окружающей среды и депрессией, что позволит глубже понять патофизиологию депрессии. Кроме того, животные модели депрессии незаменимы для разработки новых методов терапии этого заболевания.

Проблемы и критические замечания

Многие животные, используемые в качестве подопытных в биомедицинских исследованиях, такие как крысы и мыши, могут быть от природы склонны к малоподвижному образу жизни, ожирению и непереносимости глюкозы. Это может искажать результаты их использования для моделирования метаболических процессов и заболеваний человека, поскольку на эти процессы и заболевания влияет потребление энергии с пищей и физическая активность. Животные модели психических расстройств вызывают иные опасения. Качественные оценки поведения слишком часто носят субъективный характер, что может привести к тому, что исследователь будет наблюдать именно то, что он ожидает увидеть у испытуемых, и делать выводы, соответствующие его ожиданиям. Кроме того, нечеткие диагностические критерии психических расстройств неизбежно затрудняют моделирование этих состояний; например, поскольку у человека с тяжелой депрессией может наблюдаться как потеря, так и набор веса, бессонница или гиперсомния, мы не можем с уверенностью утверждать, что крыса с бессонницей и потерей веса страдает депрессией. Более того, сложный характер психических расстройств делает сложным или невозможным перенос человеческих поведенческих особенностей и дефицитов на животных; например, дефицит речи играет ключевую роль в расстройствах аутистического спектра, но поскольку грызуны не обладают речью, невозможно создать "аутистичную" мышь с нарушением речи.

Этика

Дискуссия об этическом использовании животных в исследованиях восходит, по крайней мере, к 1822 году, когда британский парламент принял первый закон о защите животных, предотвращающий жестокость к крупному рогатому скоту. За этим последовали законы о жестоком обращении с животными 1835 и 1849 годов, которые криминализировали жестокое обращение, переутомление и пытки животных. В 1876 году, под давлением Национального антививисекционного общества, Закон о жестокости к животным был изменен и дополнен положениями, регулирующими использование животных в исследованиях. Этот новый закон устанавливал, что 1) эксперименты должны быть доказано абсолютно необходимы для обучения или для спасения или продления жизни человека; 2) животные должны быть должным образом анестезированы; и 3) животных должны усыплять сразу после завершения эксперимента (см. текст). Сегодня эти три принципа лежат в основе законов и руководящих принципов, регулирующих использование животных в исследованиях. В США Закон о благополучии животных 1970 года (см. также Закон о благополучии лабораторных животных) установил стандарты использования и ухода за животными в исследованиях. Этот закон обеспечивается программой по уходу за животными APHIS (см. политику AWA). В академических учреждениях, финансируемых NIH для исследований на животных, учреждения руководствуются Управлением по благополучию лабораторных животных NIH (OLAW). На каждом объекте соблюдение руководящих принципов и стандартов OLAW обеспечивается местным наблюдательным советом, называемым Институциональным комитетом по уходу и использованию животных (IACUC). Все лабораторные эксперименты с участием живых животных рассматриваются и утверждаются этим комитетом. Помимо доказательства потенциальной пользы для здоровья человека, минимизации боли и страданий, а также своевременной и гуманной эвтаназии, исследователи должны обосновывать свои протоколы, основываясь на принципах замены, сокращения и усовершенствования. Замена относится к усилиям по использованию альтернатив использованию животных, включая компьютерное моделирование, неживые ткани и клетки, а также замену животных "высшего порядка" (приматов и млекопитающих) животными "низшего порядка" (например, холоднокровными, беспозвоночными, бактериями), где это возможно (список распространенных модельных организмов, одобренных для использования NIH). Сокращение относится к усилиям по минимизации количества используемых животных в ходе эксперимента, а также предотвращению ненужного повторения предыдущих экспериментов. Для выполнения этого требования используются математические расчеты статистической мощности для определения минимального количества животных, необходимого для получения статистически значимого экспериментального результата. Сокращение включает методы, позволяющие максимизировать объем получаемой информации при минимизации количества используемых животных. Усовершенствование относится к усилиям по разработке максимально безболезненного и эффективного дизайна эксперимента, чтобы свести к минимуму страдания каждого животного. Несмотря на значительный прогресс в уходе и содержании животных, эта дискуссия продолжается. Организации по защите прав и благополучия животных, такие как ASPCA, PETA и BUAV, продолжают выступать за лучшие лабораторные условия и экспериментальные протоколы для животных в исследованиях. Давление со стороны этих групп также привело к разработке новых методов экспериментирования, которые не требуют жертвоприношения живых животных. Однако один аспект этой дискуссии остается сложным для разрешения: классификация животных в соответствии с иерархией, которая обеспечивает большую защиту некоторым видам, чем другим. После человека, приматы являются наиболее защищенными видами в экспериментах. Это объясняется как эволюционными, так и философскими соображениями. Поскольку шимпанзе и другие нечеловеческие приматы способны демонстрировать интеллект и социальную структуру, они обладают более сложным жизненным опытом, чем виды более низкого порядка. Однако такая морализация сложности взаимодействия и мышления может рассматриваться как "видоцентризм". В конечном счете, это спор, который вряд ли будет разрешен, однако большинство людей чувствуют себя более комфортно с идеей экспериментов на червях или мухах, чем на мышах, собаках или обезьянах.

Альтернативы

Этические соображения, а также стоимость, обслуживание и относительная неэффективность исследований на животных стимулировали разработку альтернативных методов изучения заболеваний. Культивирование клеток и исследования in vitro предоставляют альтернативу, сохраняющую физиологию живой клетки, но не требующую жертвоприношения животного для изучения механизмов. Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека также позволяют выявить новые механизмы, лежащие в основе рака и регенерации клеток. Методы визуализации (такие как МРТ или ПЭТ-сканирование) обеспечивают неинвазивное изучение людей. Последние достижения в области генетики и геномики позволяют идентифицировать гены, связанные с заболеваниями, которые могут служить мишенями для терапии.