Die maus: der beste freund des wissenschaftlers


Die maus: der beste freund des wissenschaftlers

Sie machen einen Gastauftritt in mindestens der Hälfte der Artikel auf Medical-Diag.com . Sie sind verantwortlich für viele der größten Durchbrüche in der Medizin, die unser Verständnis von Brustkrebs, Hirnverletzung, Kindheit Leukämie, zystische Fibrose, Malaria, Multiple Sklerose, Tuberkulose und viele andere Bedingungen.

Sicherlich kann der Beitrag von mousekind zur Wissenschaft nicht unterschätzt werden . Aber was hält die Zukunft für dieses pelzige Grundnahrungsmittel des Labors?

Einige Quellen behaupten, dass die wissenschaftliche Forschung an Tieren seit mindestens 500 v. Chr. Praktiziert wurde. Königin Victoria - Monarch des britischen Empire während viel des 19. Jahrhunderts - ist bemerkenswert für die erste Promi-Anti-Vivisection-Kämpfer, und Gemälde aus dieser Zeit zeigen wissenschaftliche Forschung an Hunden durchgeführt.

Doch erst im frühen 20. Jahrhundert wandte sich die Wissenschaft der Aufmerksamkeit der bescheidenen Maus zu.

"Die fancy Maus" betritt das Labor

Im Jahr 1902, eine Periode der neuartigen Popularität für die "Phantasie Maus" - speziell gezüchtete Mäuse als Haustiere, anstatt Pantry Geißel - der frühe Genetiker William Ernest Castle führte die fancy Maus zu seinem Labor an der Harvard University in Cambridge, MA.

Genetiker, die unter Schloss arbeiteten, waren die ersten Wissenschaftler, die erkennen konnten, wie Inzucht, genetisch homogene Linien von Mäusen einen enormen Einfluss auf das Studium der Genetik haben könnten. Sie fingen an, Mäuse zu diesem Zweck zu züchten, und viele der modernen Mäusearten, die heute in den Laboratorien verwendet werden - Vornamen wie B6, B10, C3H, CBA und BALB / c - können auf die von diesen Wissenschaftlern gezüchteten Linien zurückverfolgt werden.

Mäuse und Menschen teilen etwa 97,5% ihrer Arbeits-DNA.

Das Team von Castle war vor allem daran interessiert, die Mäuse dazu zu nutzen, eine genetische Basis für Krebs zu demonstrieren, aber ein wichtiger Vorteil der genetisch homogenen Mäuse war, dass sie unabhängige Gruppen von Wissenschaftlern erlaubten, zum ersten Mal Experimente mit demselben genetischen Material durchführen zu können.

Jetzt konnte ein Team von Wissenschaftlern in einem Teil der Welt ihre Ergebnisse direkt mit einem anderen Team vergleichen, ohne dass ihre Ergebnisse durch die natürliche Variation von Tieren verwechselt wurden.

Die kalifornische Biomedizinische Forschungsgemeinschaft behauptet, dass fast jeder medizinische Durchbruch in den letzten 100 Jahren als direkte Folge der Forschung mit Tieren gewesen sei. Doch für den Großteil des 20. Jahrhunderts war es nicht die Maus, die das medizinische Nutzthema war, sondern die Fruchtfliege und dann später - in den 1970er Jahren - den Rundwurm.

Der Weg von diesen Arten in das wissenschaftliche Experimentieren an Mäusen wurde von dem Wunsch der Menschen getrieben, uns besser zu verstehen. In der gemeinsamen genetischen Abstammung, die das gesamte Tierleben auf unserem Planeten verbindet, weichen Fruchtfliegen und Rundwürmer von der Linie ab, die vor 570 Millionen Jahren zu Säugetieren führte.

Die Divergenz in der Säugetierlinie zwischen Mäusen und Menschen war jedoch erst vor 60-100 Millionen Jahren vergleichsweise neu.

Warum Mäuse?

Mäuse und Menschen teilen etwa 97,5% ihrer Arbeits-DNA. Die Maus war das erste nicht-menschliche Säugetier, das sein Genom sequenziert hatte, was zeigte, dass es nur 21 Gene in menschlicher DNA gibt, die kein direktes Gegenstück in der Maus-DNA haben und nur 14 Gene, die für Mäuse einzigartig sind, die bei Menschen nicht gefunden werden.

Die Forschung in den frühen 1990er Jahren schlug sogar vor, dass eine grobe Replik des menschlichen Genoms konstruiert werden könnte, indem man das Mausgenom in 130-170 Stücke zerlegt und sie in einer anderen Reihenfolge wieder zusammensetzt.

Ein 2013 Artikel in Die Unterhaltung Auf die Rolle der Maus im 21. Jahrhundert Wissenschaft definiert drei Hauptzwecke:

  • Um das Verständnis der funktionellen Teile des Genoms zu unterstützen
  • Als Modelle für das Studium der menschlichen Erkrankung zu handeln
  • Zur Entwicklung von genomischen Therapien für menschliche Erkrankungen.

Die Autoren dieses Artikels sagen, der Hauptvorteil der Maus als Subjekt ist, dass, während die menschliche Gesundheit durch eine Kombination von unseren Genen und der Umgebung bestimmt wird - wo auch identische Zwillinge verschiedene medizinische Geschichten über ihre Lebenszeiten entwickeln - genetische Veränderungen können In Labormäusen viel präziser definiert werden.

Labormäuse leben auch nur für 2 oder 3 Jahre und geben den Forschern die Möglichkeit, die Auswirkungen von Behandlungen oder genetischer Manipulation über eine ganze Lebensdauer oder sogar über mehrere Generationen zu untersuchen, was bei Menschen nicht möglich ist.

Wie können Mausversuche verbessert werden, um Menschenleben besser zu retten?

Vor kurzem waren Mäuse in den Schlagzeilen gewesen, da ihr Wert in medizinischen Versuchen frisch diskutiert wird.

Medical-Diag.com Berichtete über eine Studie, die Labor-Methoden des 21. Jahrhunderts auf eine berüchtigte Phase 2 klinische Studie im Jahr 1993 angewendet, wo fünf menschliche Probanden als Ergebnis der Einnahme der Droge Fialuridin gestorben.

Fialuridin hatte zuvor präklinische Toxikologie-Tests bei Mäusen, Ratten, Hunden und Primaten verabschiedet - wo keine toxischen Wirkungen auf die Leber gemeldet wurden - und wurden für die Untersuchung bei Menschen zugelassen. Unbekannt für die Wissenschaftler dann, aber der Mechanismus eines Nukleosid-Transporters arbeitet anders beim Menschen als bei anderen Tieren. Folglich starben fünf Personen in der klinischen Studie an Leberversagen, und weitere zwei überlebten, aber erforderliche Notfall-Lebertransplantationen.

Ein großes internationales Projekt versucht derzeit, jedes Gen des Mausgenoms zu stören, um die Effekte jeder Störung zu dokumentieren.

Die Forscher hinter der neuen Studie wollten sehen, ob "chimäre Mäuse" die Hepatoxizität von Fialuridin erkannt haben könnten, wenn sie in den ursprünglichen Toxikologie-Tests für das Medikament verwendet worden wären. Chimäre Mäuse sind Mäuse, die einige menschliche Zellen haben. In diesem Fall hatten die Mäuse 90% ihrer Leberzellen durch menschliche Leberzellen ersetzt.

Die Forscher fanden heraus, dass die chimären Mäuse die gleichen Symptome zeigten wie die menschlichen Teilnehmer in der 1993er Studie. Wenn diese Mäuse in der präklinischen Prüfung für Fialuridin verwendet worden wären, dann wären die menschlichen Todesfälle der klinischen Studie abgewendet worden.

Sprechen mit Medical-Diag.com , Studie Autor Dr. Gary Peltz drängte die Food and Drug Administration (FDA), um diese Art von Fortschritten in die Wirkstoffbewertung zu integrieren, um die Sicherheit zu verbessern.

"Dieses Papier stellt einen Wendepunkt für das chimäre Mausfeld dar", sagte er uns. "Es gibt die erste eindeutige Demonstration, dass Studien, die bei chimären Mäusen durchgeführt wurden, die Arzneimittelsicherheit verbessern könnten, die in diesem Fall eine Tragödie, die durch eine Mensch- Spezifische Arzneimitteltoxizität."

Menschliche Krankheitsformen von Genen können auch in das Mausgenom eingefügt werden, um spezifische Aspekte von Alzheimer, Adipositas, Diabetes, Blutfehlern, Immunproblemen, Nierenerkrankungen, Krebserkrankungen, neurologischen Erkrankungen und vielen anderen Bedingungen zu replizieren. Organisationen wie das australische Phenomics-Netzwerk sammeln derzeit eine Sammlung von Mäusen, die das gesamte Spektrum der genetischen Variationen repräsentieren, die Krankheiten beim Menschen verursachen.

Darüber hinaus versucht ein riesiges, koordiniertes internationales Projekt derzeit, jedes Gen des Mausgenoms zu stören, um die Auswirkungen jeder Störung zu dokumentieren und ihre Konsequenzen für den Menschen zu beurteilen.

Dr. Michael Dobbie vom australischen Phenomics Network erklärt die Vorteile dieses Projekts:

Diese anbrechende Ära der personalisierten Medizin, die präzise Diagnosen und therapeutische Interventionen bietet, kann nur dann Wirklichkeit werden, wenn wir auf der Hand hochauflösende Modellsysteme wie Mäuse haben, die sich verändert haben, um den Krankheitszustand auf individueller Basis genau zu imitieren. Der verführerische Traum eines medizinisch relevanten "Avatar" ist nun in greifbare Nähe und die mächtige genetische Werkzeugkiste der Maus ist der geradeste Weg zu diesem Ziel."

Obwohl große Forschungsprojekte wie dieser Punkt auf eine lange Zukunft für die Maus in der medizinischen Forschung, andere neue Studien haben gefunden, Fäkalien in der Maus-Modell.

Vielleicht am meisten überraschend ist die jüngste Offenbarung, dass die Ergebnisse von Mausversuchen durch das Geschlecht der Forscher verwechselt werden können. Eine Studie von Forschern an der McGill University in Montreal, Kanada, behauptete, zu bestätigen, was einige anekdotische Beweise vorgeschlagen hatten - dass Labormäuse und Ratten in Gegenwart von männlichen - aber nicht weiblichen Forschern betont werden, die die Ergebnisse verzerren könnten.

Ein weiteres Argument, das vor kurzem über Gender- und Mausversuche gezündet wurde, diesmal in Bezug auf die Präferenz der Wissenschaft für die Verwendung von überwiegend männlichen Mäusen in Laborexperimenten. Traditionell wurde der Östrogenzyklus von weiblichen Mäusen wahrgenommen, um die Ergebnisse der Forschung in einer Weise zu verwechseln, die schwer zu kontrollieren ist, so etwa fünfmal so viele männliche Mäuse werden in Experimenten als weibliche Mäuse verwendet.

Allerdings ist diese Annahme nun erfolgreich von Wissenschaftlern und feministischen Gruppen angefochten worden, die darauf hinweisen, dass Frauen - und nicht nur eine Variation eines Themas von Männern - die Drogen mit unterschiedlichen Raten auf männliche Patienten metabolisieren können, was möglicherweise sehr unterschiedliche Drogenreaktionen hervorruft Kann nicht vorhergesagt werden, wenn präklinische Tests auf männliche Mäuse beschränkt sind.

In diesem Monat kündigten die National Institutes of Health (NIH) an, dass diese Gender-Bias in Mäusestudien enden muss und dass neue Politiken für die Geschlechterauswahl von Tieren in der Forschung im Oktober enthüllt werden.

Ist Tierversuche bald ein Ding der Vergangenheit?

Berichte über Fehler im Mausmodell fügen Kritik von einigen Wissenschaftlern und Tierrechtsgruppen hinzu, dass Tierversuche - neben der Darstellung ethischer Probleme über die Behandlung von Tieren - eine unzuverlässige Wissenschaft ist.

Letztes Jahr, Populärwissenschaft Lief ein Stück, das behauptet, dass 90% der Drogen, die Tierversuche passieren, nachträglich in menschlichen Versuchen scheitern (Ressource nicht mehr verfügbar unter www.popsci.com) Als direkte Folge der genetischen Unterschiede zwischen den Arten. Der Artikel zitiert auch eine aufkommende Tendenz bei der Verwendung von menschlichen Zellen als Teil der Toxikologie-Tests, anstatt Tier-Themen, als Zeichen, dass mensch-spezifische Studien können bald ersetzen Tiermodelle.

Einige Berichte deuten darauf hin, dass 90% der Medikamente, die Tierversuche passieren, nachträglich in menschlichen Studien als Folge der genetischen Unterschiede zwischen den Arten fehlschlagen.

"Es gibt viele Gründe, warum die vereinfachende Behauptung, dass 90% der Medikamente, die Tierversuche in menschlichen Versuchen passieren, nicht in die Lage versetzt werden, sich zu beurteilen", sagte Prof. Ruth Arkell von der australischen Nationalen Universität, die ausführlich über Mäusestudien geschrieben hat "Eine neu aufkommende Wertschätzung ist, dass unsere begrenzte Kenntnis der menschlichen Erkrankung in der Vergangenheit dazu geführt hat, dass die Patienten für klinische Studien in unangemessener Weise zusammengefasst werden."

Prof. Arkell erklärt, dass bei der Krebstests beispielsweise Krebserkrankungen, die mittlerweile von verschiedenen Klassen sind, zusammengefasst wurden, was dazu führte, dass die Mäuse mündlich auf medikamentöse Behandlungen reagieren würden, die auf bestimmte Mechanismen abzielen, die die Wissenschaftler ansahen, aber diese Medikamente würden nicht Bei menschlichen Themen von Vorteil sein. Das Problem ist eine der wissenschaftlichen Fehlklassifizierung und nicht ein Problem mit dem Mausmodell an sich.

Im Jahr 2012 gab die NIH bekannt, dass sie Experimente an Schimpansen auslaufen würden. Die USA sind eines von nur zwei Ländern der Welt (das andere Gabun), die noch auf Schimpansen experimentieren - ein Tier, das die Menschen knapp 99% unserer DNA mit teilen. Dies hat zu einer Hoffnung von einigen einer allgemeineren Abkehr von Tierversuchen geführt, da neue technologische Innovationen auftauchen, um eine höhere klinische Genauigkeit ohne ein ethisches Dilemma zu ermöglichen.

Vorgeschlagene Alternativen zu Tierversuchen haben in letzter Zeit intensive Spekulationen erzeugt. Dazu gehören das Potenzial für die Prüfung auf menschliche Organe, die in einem Labor aus Stammzellen, wie die künstliche Haut, die im vergangenen Monat von einem Team von King's College London in Großbritannien enthüllt wurde.

"Die Verwendung von Tieren zum Testen ist sehr kostspielig und gibt in vielen Fällen keine relevanten Ergebnisse, die sicher auf den Menschen extrapoliert werden können", sagte Dr. Dusko Ilic, der das künstliche Hautprojekt führte Medical-Diag.com .

"Unser Modell kann aus induzierten pluripotenten Stammzellen in unbegrenzter Anzahl generiert werden und alle Einheiten sind genetisch identisch, was den Vergleich leichter und weniger anfällig für Fehler machen kann", erklärt Dr. Ilic und fügte hinzu, dass die Stammzellen von Personen mit Haut erzeugt werden können Krankheit, die es ermöglicht, dass neue Medikamente an krankheitsspezifischen Zellen in der resultierenden Epidermis getestet werden.

Eine weitere viel-gehackte Entwicklung kommt in Form der "Biochips", die von Harvards Wyss-Institut für biologisch inspiriertes Ingenieurwesen vorangetrieben wurden. Diese Geräte imitieren die Funktionen menschlicher Organe wie Lunge, Herz, Niere und Darm. Jeder "Chip" ist eine Kombination aus lebenden menschlichen Zellen und mikrofluidischen Technologie.

Das Pharmaunternehmen AstraZeneca hat mit Wyss zusammengearbeitet, um die Chips in Drogenproben zu verwenden, und die NIH, FDA und US Defense Advanced Research Projects Agency haben 150 Millionen Dollar investiert, um die Entwicklung der Chips zu beschleunigen.

Medical-Diag.com Sprach mit Michael Renard von Organovo Inc., einem Unternehmen, das den Einsatz von "Bioprinting" vorantreibt. Organovo entwickelt eine Reihe von menschlichen Gewebe-Krankheit-Modelle für Drogen-Tests und medizinische Forschung.

Ihre Streifen aus bioprinted Lebergewebe - entworfen, um die zelluläre Architektur des natürlichen Gewebes zu replizieren - sollen Orgel-ähnliche Funktionen für bis zu 40 Tage behalten, ein Durchbruch, den einige als Meilenstein in der Toxikologieprüfung beschrieben haben.

Obwohl Renard betonte, dass die Absicht von Organovos Bioprinting nicht die Tierversuche ersetzen soll, so hat er dies über die Vorteile der Forschung des menschlichen Gewebes, die das Unternehmen bietet, zu sagen:

Funktionelle menschliche Gewebemodelle halten das Versprechen, spezifische menschliche Informationen über einen Wirkstoffkandidaten hinzuzufügen, wodurch Daten aus einer kontrollierten menschlichen Mikroumgebung auf einer Komplexität erzeugt werden, die in vivo menschliches Gewebezusammensetzung und -verhalten nachahmt.

Die Absicht jedes neuen Modells, das in den Wirkstoffforschungsprozess eingeführt wird, besteht darin, den prädiktiven Wert und die Translationswissenschaft zwischen dem, was im Labor beobachtet wird, zu verbessern und was in menschlichen Versuchen und menschlichen Behandlungen beobachtet wird."

Ob diese neuen Technologien das Bedürfnis der Wissenschaft nach Tiermodellen verringern, bleibt abzuwarten. Die Untersuchung von Medikamenten bei Mäusen und anderen Tieren ermöglicht es den Wissenschaftlern, zu beobachten, wie ein Medikament mit einem kompletten Kreislaufsystem zusammenwirkt, einschließlich der Wirkung, die es auf verschiedenen Organen haben kann, da es um einen lebenden Körper gepumpt wird - ein Vorteil, dass diese modularen Systeme derzeit nicht in der Lage sind Mit konkurrieren

Sicherlich, mit neuen Linien von Labormäusen, die in einem ständig wachsenden Tempo produziert werden, scheint es, dass - für besser oder schlechter - die Maus wahrscheinlich eine Beilage der Laboratorien für einige Zeit bleiben wird.

Katz und Maus werden beste Freunde! (Video Medizinische Und Professionelle 2018).

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