Новые стратегии сочетания животных и альтернативных моделей
На данном этапе развития научных исследований, оценка хронической токсичности и ее разновидностей возможна исключительно с использованием животных.
Токсикологический и канцерогенный потенциал химических веществ обычно определяют в последовательности экспериментов: токсичность острую, подострую (14 дней), субхроническую (90 дней) и хроническую (2 года) – на крысах и мышах обоих полов. В разных странах существуют требования проверки хронической токсичности на более крупных животных (кролики, кошки, собаки, мини-свиньи).
Общепринято, что уровни доз для 14-дневного эксперимента по токсичности обычно оцениваются по данным литературных источников, если такие существуют. Информация о токсичности из 14-дневного эксперимента используется для выбора доз для 90-дневного опыта. Протокол 14-дневного эксперимента включает 5 доз и контрольные группы, по 5 животных в группе каждого пола и вида. Всего используют 120 животных на опыт.
В настоящее время, в дополнение к очистке текущих протоколов тестирования, оцениваются потенциальные методы тестирования in vitro для частичного или полного отказа от 14-дневных изучений токсичности, особенно для химических веществ, где используется процедура нанесения на кожу. В исследовании in vitro с использованием EpiDerm™ для оценки раздражения кожи, используют нейтральный красный NRU для оценки системной токсичности и используют цитотоксичность на первичных гепатоцитах крыс для оценки гепатотоксичности. Обычно тесты EpiDerm и NRU дают хорошую оценку, соответствующую тестам in vivo. Однако необходимо большое количество баз данных для принятия окончательного решения соответствия результатов in vitro результатам in vivo.
Модели хронической токсичности – это основы оценки функциональных и морфологических нарушений у экспериментальных животных при применении веществ от 6 до 12-18 мес.
Более полно хроническую токсичность можно определить как последовательность дисфункций или прогрессивно ухудшающихся функций клеток, органов или систем множественных органов, в результате длительного воздействия химических веществ. Предложены реперные точки эксперимента и разрабатывается интегрированный подход к тестированию, основанный на альтернативных методах при наличии моделей in vitro. Определены пять наиболее общих мишеней токсичности для оценки повторяющихся доз: печень, почки, ЦНС, легкие и гематопоэтическая система.
Разработанные методы используются сегодня на всех исследовательских уровнях, но ни один не может быть назван не только идеальным, но хотя бы приемлемым для оценки цели любой токсичности для органов. Необходимо предпринять попытки оптимизировать существующие модели и найти соответствующие модели in vitro в тех случаях, когда имеется несколько моделей, например, для легких, печени и так далее. В общем случае рекомендуется провести дополнительное исследование для обеспечения лучшего понимания патогенезиса хронических болезней.
Необходимы дополнительные попытки для оценки NOEL (no observable adverse effect level) отсутствия у рассмотренных уровней побочных эффектов in vitro. Требуется большое число исследований и подтверждений оценок применения подходов моделей QSAR для установления хронической токсичности и для включения их в батарею тестов и стратегию рядов. Для валидации существующих и вновь разработанных альтернативных моделей понадобится, по-видимому, не менее 10 лет, а достижение полной замены животных в регулярных тестах и стратегиях зависит от уровня исследований, адекватной расстановки приоритетов, попыток установления и координации действий ученых разных стран.
Рекомендуемая литература
Болотских Л.А., Лушникова З.С. Усовершенствованный способ получения гнотобиологических животных // Биомедицина, 1, с.114-117, 2006.
Брайцева Е.В. Введение в GLP // Биомедицина, 1, с.122-125, 2005.
Брайцева Е.В. Фундаментальные основы GLP (Часть 1. Основные положения качественной лабораторной практики) // Биомедицина, 2, с.140-143, 2006.
Вейко Н.Н., Малашенко А.М., Соколова Е.В., Тишкина Н.Л. Нелинейные мыши Кv:SHK как адекватная модель для исследования эффекта противораковых препаратов (пилотный опыт с альфа-аманитином). Биомедицина, 2 с. 37-40. 2008.
Верстакова О.Л., Арзамасцев Е.В. Качественное доклиническое токсикологическое исследование фармакологических веществ на разрешительной стадии – основа безопасных клинических испытаний и медицинского применения лекарственных средств // Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения. – 2006. - № 1. – С.28-33.
Горшкова Ю.В., Трегубов А.В., Сарвилина И.В. Новый программный продукт для клинической фармакологии. Биомедицина, 1 с.54-60. 2008.
Гуськова Т.А. Лекарственная токсикология на рубеже веков // Очерки отечественной фармакологии. – Сост. акад. РАМН Сергеев П.В., акад. РАМН Петров В.И., чл.-корр. РАМН Шимановский Н.Л. – Волгоградская медицинская академия. - Москва. – 2001. – С.360-373.
Даренская Н.Г., Ушаков И.Б., Иванов И.В., Насонова Т.А., Есауленко И.Э., Попов В.И. Экстраполяция экспериментальных данных на человека в физиологии и радиологии. – М. Воронеж: ИСТОКИ, с.232. 2004.
Капанадзе Г.Д. Использование миниатюрных свиней в биомедицинских экспериментах. Биомедицина, 2, с.40-51, 2006.
Капанадзе Г.Д., Ашуев Ж.А. Светлогорская популяция мини-свиней // Биомедицина, 6, с.70-80, 2006.
Капанадзе Г.Д., Е.Л.Матвеенко, А.О.Ревякин, С.В.Огнев Качественная лабораторная практика (GLP): здания и сооружения НЦБМТ РАМН // Биомедицина, № 1, 2010, с.78-87.
Карих Т.Л., Байбаков В.И., Молокеев А.В. и др. Исследование возможности получения животных высокого качества в конвенциональных условиях содержания. – Baltik J. Lab. Anim. Sci., 1999, № 3 149-154.
Каркищенко В.Н., Мартынов В.В. Фармакология, генополиморфизм и клонирование генов NAT у человека и животных-моделей // Биомедицина, № 4, 2006, с.83-85.
Каркищенко В.Н., Шмидт Е.Ф., Брайцева Е.В. Исследователи предпочитают мышей BALB/c // Биомедицина, № 6, 2007, с.57-70.
Каркищенко Н.Н. Альтернативы биомедицины. Т. 1. Основы биомедицины и фармакомоделирования. – М.: Изд-во ВПК, 340 с., 2007.
Каркищенко Н.Н. Альтернативы биомедицины. Т. 2. Классика и альтернативы фармакотоксикологии. – М.: Изд-во ВПК, 448 с., 2007.
Каркищенко Н.Н. Основы биомоделирования. – М.: Изд-во ВПК, с 607, 2004.
Каркищенко Н.Н. Через критерии подобия и аллометрии к валидации и экстраполяции в биомедицине. Биомедицина, 6, с.5-28. 2007.
Корзая Л.И.; Лапин Б.А.; Кебурия В.В.; Лазарева И.Я. Частота выявления антител к вирусу гепатита Е у обслуживающего персонала и у макак Адлерского питомника обезьян // Вопросы вирусологии, 2007; Т.52, N 1. - С. 36-39.
Крышкина В.П., Малашенко А.М. Исследование генетической изменчивости нелинейных лабораторных мышей с помощью линий-анализаторов. – Генетика, 1973, т. 9, № 5, с. 52-55.
Крышкина В.П., Малашенко А.М. Сравнение уровня эмбриональной смертности у гомо- и гетерозиготных лабораторных животных. – В кн.: Лабораторные животные в медицинских исследованиях: Тез. Докл. Конф. М.: 1974, с. 16-17.
Крышкина В.П., Малашенко А.Н. Генетическая изменчивость белых нелинейных мышей. – Генетика, 1972б, т. 8, № 11, с. 76-82.
Крышкина В.П., Малашенко А.Н. Сложные гибриды мышей СBWA – новая модель для медико-биологических исследований. – Бюл. Эксперим. Биологии и медицины, 1975, №11, с. 118-119.
Лабораторное животноводство. – М.: Россельхозиздат, 1980.
Лабораторные животные (Положение и руководство) / под ред. и при участии чл.-корр. РАМН Н.Н.Каркищенко. – М.: Межакадемическое изд-во «ВПК», 138 с., 2003.
Лапин Б.А., Джакидзе Э.К., Крылова Р.И. и др. Инфекционная патология обезьян: краткая характеристика, возможности экспериментального изучения, биобезопасность для человека при содержании обезьян в приматологических питомниках и лабораториях // Вестник РАМН, № 4, 43, 2004.
Лапин Б.А.; Чикобава М.Г. Эпидемиология обезьяньего вируса SV-40 в разных регионах Российской Федерации. Бюллютень экспериментальной биологии и медицины, 2009; Т.148, N 12. - С. 687-689
Линии лабораторных животных для медико-биологических исследований. – М.: Наука, 1983.
Машковский М.Д. Лекарства XX века. – М. – ООО «Издательство Новая волна». – 1998. – 320 с.
Методологические проблемы изучения и оценки био- и нанотехнологий (нановолны, частицы, структуры, процессы, биообъекты) в экологии человека и гигиене окружающей среды / Под ред. Ю.А. Рахманина. – М., 2007.
Об утверждении нормативных затрат кормов для лабораторных животных в учреждениях здравоохранения (утверждены МЗ СССР, приказ №1179 от 10.10. 1983 г.).
Практическое руководство по биологической безопасности в лабораторных условиях. ВОЗ, Женева, 1994.
Руководство по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских исследованиях / Под ред. Н.Н.Каркищенко, С.В.Грачева. – М.: Профиль-2С, 358 с., 2010.
Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / Под общей ред. чл.-корр. РАМН, проф. Р.У.Хабриева. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. – ОАО «Издательство «Медицина». – 2005. – 832с.
Санитарные правила по устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев), (утверждены главным санитарным врачом СССР 06.04.1973 г., приказ № 1045-73).
Сарвилина И.В., Каркищенко В.Н., Горшкова Ю.В. Междисциплинарные исследования в медицине. – М.: Техносфера, 2007.
Теоретические и практические основы гнотобиологии. – М., Колос, 1983, 254 с.
Шевелев Н.С., Афанасьев Г.Д., Грушкин А.Г. Биоэтика в сельскохозяйственных физиологических экспериментальных исследованиях на животных. – М., 2005. С.76.
American Veterinary Medical Association. Report of the AVMA Panel on Euthanasia // JAVMA. 1993, p.202, 229-249.
-
Brooks D., Horner R.L., Kozar L.F., Waddell T.K., Render C.L., Phillipson E.A. Validation of a telemetry system for long-term measurement of blood pressure // J Appl Physiol. 81: 1012-1018, 1996.
-
Bulthuis R.J.A., Bergman A.F., Nijessen S., Schlingmann F., Tolboom J., Remie R., Van de Weerd H.A., Van Loo P.L.P., Baumans V., Van Zutphen L.F.M. Automated behaviour classification: the LABORAS project. Harmonisation of Laboratory Animal Husbandry, edited by O’Donoghue PM. Basel: RSM Press, 1996, p. 17-18.
-
Bunag R.D. Facts and fallacies about measuring blood pressure in rats // Clin Exp Hypertens 5: 1659-1681, 1983.
-
Butz G.M. Davisson R.L. Long-term telemetric measurement of cardiovascular parameters in awake mice: a physiological genomics tool // Physiol Genomics. 5: 89-97, 2001.
Carbone, Larry. What Animals Want: Expertise and Advocacy in Laboratory Animal Welfare. Oxford University Press, 2004.
Carlson N.R. The Physiologe of Behavior. 5th ed. - Boston: Allyn and Bacon, 2006/
CFR (Code for Federal Regulations). Title 9 (Animals and Animal Products), subchapter A (Animal Welfare). Office of the Federal Register. Washington D.C. Internet site http://www.nal.usda.gov/awic/legislat/regspage.htm, 2003.
Dawkins V.S. Unravelling Animal Behaviour. - Marlow: Longman, 2006.
Federation of European Laboratory Animal Science Associations. FELASA guidelines for education of specialists in laboratory animals science (Category D) // Lab. Anim. 1999, 33, p.1-15.
FELASA recommendations for the education and training of persons carrying out animal experiments (Category B). Report of the Federation of European Laboratory Science Associations Working Group on Education of Person carrying out animal experiments (Category B) – Nevalainen T. et. Al. Laboratory animals, 2000, 34 № 3, p. 229-235.
FELASA recommendations for the heals monitoring of exsperimental units of calves, sheep, and goats. Report of the Federation of European Laboratory Animal Association (FELASA). Working Group on animal health: Rehbinder C. et. Al. Laboratory animals, 2000, 34 № 4, p. 329-350.
Festing M.F.W. Good experimental design and statistics can save animals, but how can it be promoted? // ATLA, vol. 32, suppl. 1A, pp.133-136, 2004.
Festing M.F.W. Inbread strains of mice and rats. – http://www.informatics.jax.org/external/festing/search_form.cgi.
Festing M.F.W. Inbred Strains in Biomedical Research. // ATLA 26, 283-301, 2002.
-
Festing M.F.W. International index of laboratory animals. – Carshalton: MRC Lab. Anim. Centre, 141, 1980.
-
Festing M.F.W. Redacing the use of laboratory animals by better experimental desing. // Baltic. J. Lab. Anim. Sci, 2002, 12, 1, p. 7-16.
-
Festing M.F.W., Blackmore D. Life span of specified-pathogen-free MRC category 4 mice and rats. // Lab. Anim., No. 5, 179-192, 1971.
Hooijmans, C.R., Leenaars M., Ritskes-Hoitinga M. A gold standard publication checklist to improve the quality of animals studies, to fully integrate the Three Rs, and to make systematic reviews more feasible // ATLA vol. 38, No. 2, pp. 167-182, 2010.
Hudson M., Balls M. Eoropean experimental animal use declines ever so slightly // ATLA vol. 38, No. 6, pp. 529-532, 2010.
-
Iwakuma T., Lozano G. Crippling p53 activities via knock-in mutations in mouse models // Oncogene, vol. 26 issue 15 pp. 2177-84. 2007.
-
Kinter L.B. Valentin J.P. Safety pharmacology and risk assessment // Fundam. Clin. Pharmacol. 16: 175-182, 2002.
-
Kinter L.B., Johnsen D.K. Remote monitoring of experimental endpoints in animals using radio-telemetry and bioimpedance technology. / In: Humane Endpoints in Animal Experiments for Biomedical Research. – London: RSM, 1999, p. 58-65.
Klerman G.L. Depression and related disorders of mood (affective disorders) / In: A.M. Nicholi (ed) New Harvard Guide to Psychiatry. – Cambridge, MA: Harvard University Press, 2006.
Kostomitsopuolos N.G. New trends on laboratory animal facility management. Baltic J. Lab. Anim. Sci. 2001, 11, p. 17-22.
Krause J., Mc Donnel G..Riedesel H. Biodecontamination of animal rooms and heat-sensitive equipment nith vaporized hydrogen peroxide. Contemporary topics in laboratory animal, science, 2001, 40, № 6 p. 18-21.
Silla V.C.B., E.C.DE Oliveira Sans, molento C.F.M. An estimation of the extent of animal use in research in Brazil, as determined by bibliographic sampling from journals published in the State of Paraná // ATLA, vol.38, No.1, 2010, pp. 29-38.
Staphens U.K. Educational programs for animal care technical personnel in the United States. Baltic J. Of Laboratory Anim. Sci. 2002, 12 № 3, p. 214-219.
Thomas S. Physiologically-based pharmacokinetic modeling for the reduction of animal use in the discovery of novel pharmaceuticals // ATLA, vol. 38, suppl. 1, 2010, pp. 81-86.
Trexler P.C. Gnotobiotic Technology: Introductory remarbs // Recent advances in germfree research / Ed. S. Sasaki, A. Ozawa, K. Hashimoto. – Tokyo: Takai Univ. Press, 1981. – p.33-37.
United Nations Economic Commission for Europe (UN/ECE). Globally Harmonised System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS), 6 pp. – New York, NY, USA, and Geneva, Switzerland: United Nations, 2003.
Use of Laboratory Animals in Biomedical and Behavioral Research", Institute for Laboratory Animal Research. – The National Academies Press, 1988.
Varga O.E., Hansen A.K., Sandoe P., Ollsson I.A.S. Validation animal models for prediclinical research: a scintific and ethical discussion // ATLA, vol.38, No.3, 2010, pp.245-248.
Yamamuro Y. Social behavior in laboratory rats: Applications for psycho-neuroethology studies // Animal Science Journal, 77, pp. 386-394, 2006.
Yarri D. The Ethics of Animal Experimentation. – Oxford University Press U.S., 2005.
Интернет ресурсы
http://www.jax.org/
www.nal.usda.gov/awic/legislat/usdaleg1.htm
http://www.nal.usda.gov/awic/pubs/bulletin.shtml
http://stroy.dbases.ru/Data1/52/52003/index.htm.
http://www.aaalac.org/
http://www.felasa.eu/
http://www.iclas.org/
http://web.research.colostate.edu/acp/
http://www.primatefreeprogress.org/
|
