Оставьте мышь в покое: как наука уходит от экспериментов на животных?
МФТИ — Московский физико-технический институт ·
4 октября отмечается Всемирный день защиты животных. Одна из самых неудобных тем, связанных с ним, — испытания на животных. Насколько они вообще надёжны? Существуют ли другие, более гуманные, методы? И как наука идёт к тому, чтобы отказаться от экспериментов на мышах и крысах? Об этом рассказала Валерия Цвелая, заведующая Лабораторией экспериментальной и клеточной медицины МФТИ. Фотография: fotografixx/Getty Images. Две парадигмы, которые не могут договориться В современной биомедицине, столкнулись две разные точки зрения, у каждой из которых есть свои веские аргументы. Первый подход — классический. Он гласит, что организм — это единое целое. Это значит, что мы не можем отказаться от животных, потому что нам нужна системность. Часто сторонники такого подхода связаны с онкологией. Вероятно, потому, что на примере рака системность заболеваний объяснить проще всего. Опухоль подчиняет себе сосуды, обманывает иммунную систему, взаимодействует со стромой. Воссоздать одновременно опухоль, циркулирующие Т-клетки, макрофаги, работающие сосуды и градиенты кислорода на одной подложке — запредельно сложная инженерная задача. Еще один момент – важно исследовать фармакокинетику (ADME): как лекарство всосётся, распределится, метаболизируется в печени и выведется почками. Животное дает готовую, пусть и чужую, модель этого пути. Но есть и другой подход. Крупный комплексный мета-анализ 2024 года показал, что только 5% медицинских технологий и препаратов, успешно прошедших испытания на животных, в итоге получают одобрение для применения на людях. Более того, при оценке общей токсичности веществ совпадение результатов между мышью и крысой составляет около 50%. Это как слона на улице встретить: 50%, что встретишь, 50% — что нет. Мыши – это другой биологический вид Какой толк от сложной системной взаимосвязи органов внутри мыши, если они работают иначе, чем у человека? Например, печень мыши может метаболизировать противоопухолевый препарат в безвредное вещество, а печень человека — в токсичный метаболит, который убьёт сердце или почки. Один из примеров ошибок, вызванных межвидовыми различиями — популярное обезболивающее от Merck, вышедшее на рынок в 1999 году. Спустя несколько лет препарат был спешно отозван, так как его приём привел к десяткам тысяч случаев инфарктов и инсультов со смертельным исходом. На доклиническом этапе его тестировали на нескольких видах животных, включая здоровых собак и грызунов, у которых он показывал отличный профиль безопасности. Но у людей он нарушал баланс между простациклином и тромбоксаном, провоцируя образование тромбов, что невозможно было предсказать на здоровых животных моделях. Ошибка заключалась в том, что у животных система свёртывания крови и биология сосудистой стенки кардинально отличаются от человеческой. Еще одна трагедия — испытания препарата TGN1412 для лечения артроза и артрита, который проходил клинические испытания в 2006 году в Великобритании. Через несколько минут после введения препарата шести здоровым добровольцам у них развился полиорганный анафилактический шок и цитокиновый шторм — иммунная система начала уничтожать собственный организм. Все выжили, но остались инвалидами. Яванская макака. Фото: Энциклопедия animalreader. До этого препарат прошёл проверку на безопасность на яванских макаках в дозах, в 500 раз превышающих те, что ввели людям, и у них не было зафиксировано никаких побочных эффектов. Причина — различие в структуре рецепторов CD28 на Т-клетках человека и макаки. У человека активация этого рецептора вызвала лавинообразный выброс цитокинов, а у обезьян этот механизм сработал совершенно иначе. Лекарства, которые «вылечивают» рак у мышей, больше чем в 90% случаев проваливаются на людях Человеческие опухоли, вживляемые мышам (ксенографты), часто приживаются только у иммунодефицитных мышей, у которых отключён собственный иммунитет. А у реального пациента рак развивается в условиях работающей, пусть и истощённой иммунной системы. Изучать иммуноонкологические препараты на мышах без иммунитета — абсурд. В клинике рак — это результат многолетней эволюции клеток, накопления мутаций и постепенного ухода от надзора иммунной системы. А опухоль мыши — искусственный конструкт: готовую культуру клеток шприцем вводят под кожу здоровому животному и ждут пару недель. У такого симулятора другие молекулярные маркеры и микроокружение. Да, полностью отказаться от животных прямо сейчас наука не может, но вектор движения очевиден. Главным ориентиром остаются принципы 3R — концепции, которая призывает заменять животных альтернативными методами, сокращать их число и улучшать условия содержания. Важной вехой стал закон FDA Modernization Act 2022, который официально отменил требование об обязательном тестировании всех новых препаратов на животных, открыв дорогу альтернативным методам. Уход от животных моделей — это не дань этике, а необходимость. Каковы новые походы? Большинство людей думают, что альтернатива животным — это просто клетки в чашке Петри. Отчасти они правы, но есть и более захватывающие направления. Body-on-a-chip («Тело-на-чипе»). Ученые научились объединять на одном микрофлюидном чипе живые ткани разных органов человека — печени, почек, кишечника и сердца, соединённых искусственными «сосудами». На человеческих клетках мы можем воссоздать системность, о которой так пекутся сторонники классического подхода. Немецкая компания TissUse уже создает четырёхконтурные чипы, на которых можно гонять лекарство и видеть его комплексный метаболизм. 3D-органоиды и ассемблоиды. Из обычных стволовых клеток человека учёные научились выращивать миниатюрные трехмерные копии органов. Мы берём клетки кожи или крови человека, перепрограммируем их до состояния стволовых, а затем выращиваем из них трёхмерные мини-органы. Недавно исследователи совершили действительно интересный эксперимент: они соединили органоид мозга человека с органоидом мышцы. И мозг в пробирке начал отдавать электрические импульсы, заставляя мышцу сокращаться. Таким образом мы можем изучать сложнейшие нейродегенеративные болезни без единой мыши. «Цифровые двойники» человека (In silico моделирование). Это когда искусственный интеллект на основе данных реального пациента строит его виртуальную копию — и дальше на этой копии можно просчитывать, как поведёт себя болезнь или лекарство, не трогая самого человека. Такие глобальные проекты, как Virtual Physiological Human, собирают воедино генетику, ЭКГ, метаболизм и другие параметры тысяч пациентов, чтобы ИИ построил максимально полную модель человеческого организма. Есть и менее амбициозные, но не менее важные проекты — например, цифровой двойник почки или сердца, как у нас в лаборатории экспериментальной медицины МФТИ. Будущее системного подхода — это сплав живых человеческих клеток, цифровых технологий и анализа данных пациентов. Системы клеток человека в пробирке уже умеют учиться, обрабатывать информацию и демонстрируют базовые признаки синтетического сознания Это исключает проблемы вивариев, связанные с нейрофизиологией. Наиболее известный проект — DishBrain (Cortical Labs, Австралия). Ученые взяли около 800 000 живых нейронов, полученных в том числе из стволовых клеток человека, и вырастили их на кремниевой матрице с электродами. Эту систему подключили к виртуальной игре Pong. Электроды посылали нейронам сигналы о том, где находится мяч, а электрическая активность самих нейронов двигала виртуальную ракетку. За считанные минуты человеческие нейроны в пробирке научились играть. Они продемонстрировали базовое свойство живого мозга — сенсомоторную интеграцию и способность к самоорганизации. Клетки в чашке Петри обрабатывали информацию из внешнего мира, адаптировались и принимали решения. В Китае недавно мини-мозг, выращенный из стволовых клеток человека, подключили к роботу. Этот человеческий органоид научился управлять механическим телом, помогает объезжать препятствия и брать предметы. В скором времени нам больше не нужно будет заставлять мышей бегать по лабиринтам, чтобы изучать деменцию, память или влияние нейротоксинов. Мы можем выращивать органоиды мозга из клеток реальных пациентов с шизофренией или депрессией. Эти мини-мозги сохраняют все генетические дефекты больного человека. И главное, мы можем узнать, как эта патология образуется, и предотвратить. Что можно заменить уже сейчас, а что пока нельзя Ранний первичный скрининг молекул, оценку местной токсичности, фототоксичности, а также раздражающего действия на кожу — эти эксперименты уже можно провести без участия животных. Отличный пример — международная инициатива CiPA. Она направлена на то, чтобы полностью перевести оценку кардиотоксичности и аритмогенных рисков новых лекарств на in vitro модели человека и компьютерное моделирование, минуя животных. Мы полностью поддерживаем данную инициативу и уже выпустили по этому поводу несколько работ. Другое дело — системные патологии: онкология, аутоиммунные процессы, нейродегенерация. Полностью воссоздать на одной подложке работу сразу всех органов, их взаимное влияние, иммунный ответ, гормональные контуры и многолетнюю эволюцию болезни — задача, которая пока не по силам ни одной лаборатории в мире. Поэтому они остаются той областью, где испытания на животных ещё очень трудно обойти. Мы лечим не животных, а собственные модели Мы сто лет тестируем миллионы препаратов на мышах, крысах и собаках, но при этом мы так и не научились эффективно лечить самих животных от их естественных болезней. Все потому, что в лаборатории мы используем животное не как живой организм с его собственной уникальной биологией, а как искусственную тест-систему. Мы создаем у них суррогатные, искусственные модели человеческих болезней, вызываем инфаркт токсинами, вживляем чужеродные опухоли, которые не имеют ничего общего со старением и болезнями реальной мыши или собаки в природе. Мы относимся к ним как к расходному материалу, полностью игнорируя их собственную природу. В итоге мы не научились действительно лечить ни себя, ни их. Стена, о которую разбиваются инновации Придумать новый метод испытания — это в лучшем случае 20% успеха. Регуляторный консерватизм системы и слепая вера в старые технологические регламенты мешают их внедрению. Например, в биотехнологии десятилетиями используется эмбриональная телячья сыворотка (FBS) для выращивания клеток. Сторонники альтернативных методов давно призывают уходить от сывороток животного происхождения к бессыворочным, химически определенным средам. Это чище, гуманнее и современнее. Но регуляторы и крупные фармкомпании боятся менять отлаженные процессы, потому что любое изменение биологического компонента — это шаг в неизвестность, который может закончиться катастрофой. К сожалению, этот страх имеет под собой основания. Например, недавняя трагедия августа 2026 года с отечественной ветеринарной вакциной «Мультикан-8». Десятки собак погибли в страшных мучениях сразу после плановой прививки. Россельхознадзор провёл расследование и обнаружил в образцах живой вирус болезни Ауески — смертельной инфекции, поражающей центральную нервную систему животных. Вероятно, он попал туда из-за грубого нарушения технологии производства. Я предполагаю, это могло произойти из-за замены или недостаточной очистки сывороток и сред. Живой вирус не заметили на выходном контроле, потому что искали другие, стандартные патогены. В медицине человека тот же страх, только глубже — перед прионами. Эти неправильно свернутые белки вызывают неизлечимые заболевания мозга, их не убить кипячением и почти невозможно обнаружить. Испугавшись, фарминдустрия заблокировала проверку клеточных сред на другие скрытые болезни — регуляторы предпочли ничего не трогать. И кто даст гарантию, что мы не погибнем, как те собаки? В итоге мы получаем замкнутый круг. С одной стороны, ситуации вроде «Мультикана» показывают, как опасно бездумно менять биологические компоненты без тотального контроля. С другой стороны, этот страх консервирует индустрию. Проще и безопаснее использовать животных и сыворотки, забивая миллионы крыс, чем брать на себя риски и внедрять полностью синтетические, цифровые или высокотехнологичные in vitro платформы. Как лаборатория МФТИ минимизирует животных в доклинике В Лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ мы сфокусированы на биофизике сердца и тканевой инженерии. Наша цель — полностью перевести оценку кардиотоксичности и аритмогенных рисков лекарств на человека. Мы работаем на стыке двух мощных технологий: in vitro и in silico. Валерия Цвелая, заведующая Лабораторией экспериментальной и клеточной медицины МФТИ. Фото: пресс-служба МФТИ. Мы минимизируем животных для получения сердечной ткани, потому что их электрофизиология кардинально отличается от нашей. Вместо этого мы берём индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) человека — обычные клетки кожи или крови. С помощью специального молекулярного коктейля мы перепрограммируем их обратно в эмбриональное состояние, а затем дифференцируем в полноценные, способные синхронно биться клетки сердца — кардиомиоциты. На этой платформе мы решаем ключевую задачу тестирования лекарств на безопасность. В отличие от крыс и мышей, у которых физически отсутствуют человеческие калиевые hERG-каналы, у наших лабораторных кардиомиоцитов эти каналы работают идеально. Мы можем нанести на клеточный слой любое новое вещество и в реальном времени увидеть, как по человеческой ткани распространяется электрический импульс: блокирует ли препарат hERG-канал, возникает ли удлинение интервала QT — предвестник смертельной желудочковой аритмии. Мы также сделали компьютерную модель, которая позволяет сократить дорогостоящий скрининг на клетках. Сейчас ждём патент. Ещё один наш крупный проект — цифровой двойник предсердия. Совместно с врачами мы создали детализированную компьютерную модель ткани предсердия пациента: она учитывает геометрию клеток, распределение ионных каналов и биофизику мембран. Модель может предсказать, какой протокол операции по лечению мерцательной аритмии подойдет конкретному пациенту. Но не только это. Когда фармкомпания синтезирует новую молекулу-кандидат, мы «скармливаем» данные о её взаимодействии с рецепторами цифровому двойнику — и компьютер за секунды просчитывает тысячи сценариев: как вещество влияет на проводимость предсердий, не спровоцирует ли аритмию и сможет ли купировать уже существующую. Лучшая благодарность, которую мы можем выразить лабораторной мыши — оставить её в покое Очень люблю один визуальный образ, знакомый каждому биологу в нашей стране. Знаменитый памятник лабораторной мыши в Новосибирском Академгородке, которая в очках и со спицами в лапках бережно вяжет нить ДНК. Это потрясающий символ нашей искренней, глубокой благодарности животным за то, что они помогли науке совершить генетическую и медицинскую революцию в XX веке. Фото: tonkosti.ru Но мы живем в XXI веке. Кажется, мышь научила нас всему, что могла, и теперь технологии человека могут справиться лучше. Хватит заставлять мышь вязать человеческую медицину. Она должна оставаться мышью, со своей скоростью метаболизма и своими 600 ударами сердца в минуту. А тестировать лекарства для людей мы должны на человеческих клетках, на органах-на-чипе и с помощью компьютерных моделей. Это единственный способ сделать медицину будущего по-настоящему точной, безопасной и, как следствие, гуманной. Редактор: Хазова Варвара.
4 октября отмечается Всемирный день защиты животных. Одна из самых неудобных тем, связанных с ним, — испытания на животных. Насколько они вообще надёжны? Существуют ли другие, более гуманные, методы? И как наука идёт к тому, чтобы отказаться от экспериментов на мышах и крысах? Об этом рассказала Валерия Цвелая, заведующая Лабораторией экспериментальной и клеточной медицины МФТИ. Фотография: fotografixx/Getty Images. Две парадигмы, которые не могут договориться В современной биомедицине, столкнулись две разные точки зрения, у каждой из которых есть свои веские аргументы. Первый подход — классический. Он гласит, что организм — это единое целое. Это значит, что мы не можем отказаться от животных, потому что нам нужна системность. Часто сторонники такого подхода связаны с онкологией. Вероятно, потому, что на примере рака системность заболеваний объяснить проще всего. Опухоль подчиняет себе сосуды, обманывает иммунную систему, взаимодействует со стромой. Воссоздать одновременно опухоль, циркулирующие Т-клетки, макрофаги, работающие сосуды и градиенты кислорода на одной подложке — запредельно сложная инженерная задача. Еще один момент – важно исследовать фармакокинетику (ADME): как лекарство всосётся, распределится, метаболизируется в печени и выведется почками. Животное дает готовую, пусть и чужую, модель этого пути. Но есть и другой подход. Крупный комплексный мета-анализ 2024 года показал, что только 5% медицинских технологий и препаратов, успешно прошедших испытания на животных, в итоге получают одобрение для применения на людях. Более того, при оценке общей токсичности веществ совпадение результатов между мышью и крысой составляет около 50%. Это как слона на улице встретить: 50%, что встретишь, 50% — что нет. Мыши – это другой биологический вид Какой толк от сложной системной взаимосвязи органов внутри мыши, если они работают иначе, чем у человека? Например, печень мыши может метаболизировать противоопухолевый препарат в безвредное вещество, а печень человека — в токсичный метаболит, который убьёт сердце или почки. Один из примеров ошибок, вызванных межвидовыми различиями — популярное обезболивающее от Merck, вышедшее на рынок в 1999 году. Спустя несколько лет препарат был спешно отозван, так как его приём привел к десяткам тысяч случаев инфарктов и инсультов со смертельным исходом. На доклиническом этапе его тестировали на нескольких видах животных, включая здоровых собак и грызунов, у которых он показывал отличный профиль безопасности. Но у людей он нарушал баланс между простациклином и тромбоксаном, провоцируя образование тромбов, что невозможно было предсказать на здоровых животных моделях. Ошибка заключалась в том, что у животных система свёртывания крови и биология сосудистой стенки кардинально отличаются от человеческой. Еще одна трагедия — испытания препарата TGN1412 для лечения артроза и артрита, который проходил клинические испытания в 2006 году в Великобритании. Через несколько минут после введения препарата шести здоровым добровольцам у них развился полиорганный анафилактический шок и цитокиновый шторм — иммунная система начала уничтожать собственный организм. Все выжили, но остались инвалидами. Яванская макака. Фото: Энциклопедия animalreader. До этого препарат прошёл проверку на безопасность на яванских макаках в дозах, в 500 раз превышающих те, что ввели людям, и у них не было зафиксировано никаких побочных эффектов. Причина — различие в структуре рецепторов CD28 на Т-клетках человека и макаки. У человека активация этого рецептора вызвала лавинообразный выброс цитокинов, а у обезьян этот механизм сработал совершенно иначе. Лекарства, которые «вылечивают» рак у мышей, больше чем в 90% случаев проваливаются на людях Человеческие опухоли, вживляемые мышам (ксенографты), часто приживаются только у иммунодефицитных мышей, у которых отключён собственный иммунитет. А у реального пациента рак развивается в условиях работающей, пусть и истощённой иммунной системы. Изучать иммуноонкологические препараты на мышах без иммунитета — абсурд. В клинике рак — это результат многолетней эволюции клеток, накопления мутаций и постепенного ухода от надзора иммунной системы. А опухоль мыши — искусственный конструкт: готовую культуру клеток шприцем вводят под кожу здоровому животному и ждут пару недель. У такого симулятора другие молекулярные маркеры и микроокружение. Да, полностью отказаться от животных прямо сейчас наука не может, но вектор движения очевиден. Главным ориентиром остаются принципы 3R — концепции, которая призывает заменять животных альтернативными методами, сокращать их число и улучшать условия содержания. Важной вехой стал закон FDA Modernization Act 2022, который официально отменил требование об обязательном тестировании всех новых препаратов на животных, открыв дорогу альтернативным методам. Уход от животных моделей — это не дань этике, а необходимость. Каковы новые походы? Большинство людей думают, что альтернатива животным — это просто клетки в чашке Петри. Отчасти они правы, но есть и более захватывающие направления. Body-on-a-chip («Тело-на-чипе»). Ученые научились объединять на одном микрофлюидном чипе живые ткани разных органов человека — печени, почек, кишечника и сердца, соединённых искусственными «сосудами». На человеческих клетках мы можем воссоздать системность, о которой так пекутся сторонники классического подхода. Немецкая компания TissUse уже создает четырёхконтурные чипы, на которых можно гонять лекарство и видеть его комплексный метаболизм. 3D-органоиды и ассемблоиды. Из обычных стволовых клеток человека учёные научились выращивать миниатюрные трехмерные копии органов. Мы берём клетки кожи или крови человека, перепрограммируем их до состояния стволовых, а затем выращиваем из них трёхмерные мини-органы. Недавно исследователи совершили действительно интересный эксперимент: они соединили органоид мозга человека с органоидом мышцы. И мозг в пробирке начал отдавать электрические импульсы, заставляя мышцу сокращаться. Таким образом мы можем изучать сложнейшие нейродегенеративные болезни без единой мыши. «Цифровые двойники» человека (In silico моделирование). Это когда искусственный интеллект на основе данных реального пациента строит его виртуальную копию — и дальше на этой копии можно просчитывать, как поведёт себя болезнь или лекарство, не трогая самого человека. Такие глобальные проекты, как Virtual Physiological Human, собирают воедино генетику, ЭКГ, метаболизм и другие параметры тысяч пациентов, чтобы ИИ построил максимально полную модель человеческого организма. Есть и менее амбициозные, но не менее важные проекты — например, цифровой двойник почки или сердца, как у нас в лаборатории экспериментальной медицины МФТИ. Будущее системного подхода — это сплав живых человеческих клеток, цифровых технологий и анализа данных пациентов. Системы клеток человека в пробирке уже умеют учиться, обрабатывать информацию и демонстрируют базовые признаки синтетического сознания Это исключает проблемы вивариев, связанные с нейрофизиологией. Наиболее известный проект — DishBrain (Cortical Labs, Австралия). Ученые взяли около 800 000 живых нейронов, полученных в том числе из стволовых клеток человека, и вырастили их на кремниевой матрице с электродами. Эту систему подключили к виртуальной игре Pong. Электроды посылали нейронам сигналы о том, где находится мяч, а электрическая активность самих нейронов двигала виртуальную ракетку. За считанные минуты человеческие нейроны в пробирке научились играть. Они продемонстрировали базовое свойство живого мозга — сенсомоторную интеграцию и способность к самоорганизации. Клетки в чашке Петри обрабатывали информацию из внешнего мира, адаптировались и принимали решения. В Китае недавно мини-мозг, выращенный из стволовых клеток человека, подключили к роботу. Этот человеческий органоид научился управлять механическим телом, помогает объезжать препятствия и брать предметы. В скором времени нам больше не нужно будет заставлять мышей бегать по лабиринтам, чтобы изучать деменцию, память или влияние нейротоксинов. Мы можем выращивать органоиды мозга из клеток реальных пациентов с шизофренией или депрессией. Эти мини-мозги сохраняют все генетические дефекты больного человека. И главное, мы можем узнать, как эта патология образуется, и предотвратить. Что можно заменить уже сейчас, а что пока нельзя Ранний первичный скрининг молекул, оценку местной токсичности, фототоксичности, а также раздражающего действия на кожу — эти эксперименты уже можно провести без участия животных. Отличный пример — международная инициатива CiPA. Она направлена на то, чтобы полностью перевести оценку кардиотоксичности и аритмогенных рисков новых лекарств на in vitro модели человека и компьютерное моделирование, минуя животных. Мы полностью поддерживаем данную инициативу и уже выпустили по этому поводу несколько работ. Другое дело — системные патологии: онкология, аутоиммунные процессы, нейродегенерация. Полностью воссоздать на одной подложке работу сразу всех органов, их взаимное влияние, иммунный ответ, гормональные контуры и многолетнюю эволюцию болезни — задача, которая пока не по силам ни одной лаборатории в мире. Поэтому они остаются той областью, где испытания на животных ещё очень трудно обойти. Мы лечим не животных, а собственные модели Мы сто лет тестируем миллионы препаратов на мышах, крысах и собаках, но при этом мы так и не научились эффективно лечить самих животных от их естественных болезней. Все потому, что в лаборатории мы используем животное не как живой организм с его собственной уникальной биологией, а как искусственную тест-систему. Мы создаем у них суррогатные, искусственные модели человеческих болезней, вызываем инфаркт токсинами, вживляем чужеродные опухоли, которые не имеют ничего общего со старением и болезнями реальной мыши или собаки в природе. Мы относимся к ним как к расходному материалу, полностью игнорируя их собственную природу. В итоге мы не научились действительно лечить ни себя, ни их. Стена, о которую разбиваются инновации Придумать новый метод испытания — это в лучшем случае 20% успеха. Регуляторный консерватизм системы и слепая вера в старые технологические регламенты мешают их внедрению. Например, в биотехнологии десятилетиями используется эмбриональная телячья сыворотка (FBS) для выращивания клеток. Сторонники альтернативных методов давно призывают уходить от сывороток животного происхождения к бессыворочным, химически определенным средам. Это чище, гуманнее и современнее. Но регуляторы и крупные фармкомпании боятся менять отлаженные процессы, потому что любое изменение биологического компонента — это шаг в неизвестность, который может закончиться катастрофой. К сожалению, этот страх имеет под собой основания. Например, недавняя трагедия августа 2026 года с отечественной ветеринарной вакциной «Мультикан-8». Десятки собак погибли в страшных мучениях сразу после плановой прививки. Россельхознадзор провёл расследование и обнаружил в образцах живой вирус болезни Ауески — смертельной инфекции, поражающей центральную нервную систему животных. Вероятно, он попал туда из-за грубого нарушения технологии производства. Я предполагаю, это могло произойти из-за замены или недостаточной очистки сывороток и сред. Живой вирус не заметили на выходном контроле, потому что искали другие, стандартные патогены. В медицине человека тот же страх, только глубже — перед прионами. Эти неправильно свернутые белки вызывают неизлечимые заболевания мозга, их не убить кипячением и почти невозможно обнаружить. Испугавшись, фарминдустрия заблокировала проверку клеточных сред на другие скрытые болезни — регуляторы предпочли ничего не трогать. И кто даст гарантию, что мы не погибнем, как те собаки? В итоге мы получаем замкнутый круг. С одной стороны, ситуации вроде «Мультикана» показывают, как опасно бездумно менять биологические компоненты без тотального контроля. С другой стороны, этот страх консервирует индустрию. Проще и безопаснее использовать животных и сыворотки, забивая миллионы крыс, чем брать на себя риски и внедрять полностью синтетические, цифровые или высокотехнологичные in vitro платформы. Как лаборатория МФТИ минимизирует животных в доклинике В Лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ мы сфокусированы на биофизике сердца и тканевой инженерии. Наша цель — полностью перевести оценку кардиотоксичности и аритмогенных рисков лекарств на человека. Мы работаем на стыке двух мощных технологий: in vitro и in silico. Валерия Цвелая, заведующая Лабораторией экспериментальной и клеточной медицины МФТИ. Фото: пресс-служба МФТИ. Мы минимизируем животных для получения сердечной ткани, потому что их электрофизиология кардинально отличается от нашей. Вместо этого мы берём индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) человека — обычные клетки кожи или крови. С помощью специального молекулярного коктейля мы перепрограммируем их обратно в эмбриональное состояние, а затем дифференцируем в полноценные, способные синхронно биться клетки сердца — кардиомиоциты. На этой платформе мы решаем ключевую задачу тестирования лекарств на безопасность. В отличие от крыс и мышей, у которых физически отсутствуют человеческие калиевые hERG-каналы, у наших лабораторных кардиомиоцитов эти каналы работают идеально. Мы можем нанести на клеточный слой любое новое вещество и в реальном времени увидеть, как по человеческой ткани распространяется электрический импульс: блокирует ли препарат hERG-канал, возникает ли удлинение интервала QT — предвестник смертельной желудочковой аритмии. Мы также сделали компьютерную модель, которая позволяет сократить дорогостоящий скрининг на клетках. Сейчас ждём патент. Ещё один наш крупный проект — цифровой двойник предсердия. Совместно с врачами мы создали детализированную компьютерную модель ткани предсердия пациента: она учитывает геометрию клеток, распределение ионных каналов и биофизику мембран. Модель может предсказать, какой протокол операции по лечению мерцательной аритмии подойдет конкретному пациенту. Но не только это. Когда фармкомпания синтезирует новую молекулу-кандидат, мы «скармливаем» данные о её взаимодействии с рецепторами цифровому двойнику — и компьютер за секунды просчитывает тысячи сценариев: как вещество влияет на проводимость предсердий, не спровоцирует ли аритмию и сможет ли купировать уже существующую. Лучшая благодарность, которую мы можем выразить лабораторной мыши — оставить её в покое Очень люблю один визуальный образ, знакомый каждому биологу в нашей стране. Знаменитый памятник лабораторной мыши в Новосибирском Академгородке, которая в очках и со спицами в лапках бережно вяжет нить ДНК. Это потрясающий символ нашей искренней, глубокой благодарности животным за то, что они помогли науке совершить генетическую и медицинскую революцию в XX веке. Фото: tonkosti.ru Но мы живем в XXI веке. Кажется, мышь научила нас всему, что могла, и теперь технологии человека могут справиться лучше. Хватит заставлять мышь вязать человеческую медицину. Она должна оставаться мышью, со своей скоростью метаболизма и своими 600 ударами сердца в минуту. А тестировать лекарства для людей мы должны на человеческих клетках, на органах-на-чипе и с помощью компьютерных моделей. Это единственный способ сделать медицину будущего по-настоящему точной, безопасной и, как следствие, гуманной. Редактор: Хазова Варвара.