Джин Стоун - В мире с животными. Новое понимание животных - как мы можем изменить нашу повседневную жизнь, чтобы помочь им

Кроме того, с 1993 года ученые, политики, предприниматели и представители организаций по защите животных — все заинтересованные лица со всех стран встречаются каждые два года на Всемирном конгрессе по альтернативным методам и использованию животных в научных исследованиях. На встречах участники делятся разработками в таких областях, как биомедицинские инженерия и компьютерные технологии, а также новыми подходами к старым научным проблемам — подходами, помогающими отказаться от животных в исследованиях и испытаниях. Национальная академия наук США опубликовала в 2007 году отчет «Испытания на токсичность в XXI веке: взгляд и стратегия», авторы которого открыто призывают к пересмотру системы: к отказу от «трудоемких, долгих и затратных моделей с использованием животных» и переходу к высокотехнологичным методам с применением клеток и тканей человека.

В то время как отдельные государственные организации помогать особенно не спешили, общественные и частные исследовательские институты и технологические компании разрабатывали новые бесконтактные, ненасильственные способы изучения того, как химические вещества и лекарственные препараты влияют на наш организм. Эти способы помогают лучше понять механизмы заболеваний и разрабатывать более эффективные — даже персонализированные — методы лечения. В большинстве случаев используются приборы и реальные люди, то есть их ткани, клетки и даже их тела — естественно, без причинения им какого-либо вреда. Это намного эффективнее, чем разведение, выращивание и содержание животных для каждого теста или эксперимента. Сегодня исследователи могут использовать одни и те же образцы много раз, расщеплять их самыми разными способами, и главное — на все это требуются минуты, а не годы. Такой подход экономит ученым — да и налогоплательщикам — миллионы долларов.

Некоторые из этих передовых методов уже используются на практике, другие еще находятся на стадии разработки или совершенствования, многие из них ничем не хуже или даже лучше, чем традиционные методы с использованием животных.

Ни одно живое существо не должно подвергаться жестоким испытаниям — возможно, это самый важный урок, который мы извлекли из тысячелетних опытов на животных. Именно поэтому ученые разработали новые технологии, чтобы точно и безопасно для любого организма тестировать химические вещества и лекарственные препараты, не подвергая риску человеческую жизнь. Остановимся ниже лишь на некоторых.

Когда мы слышим термин in vitro {29} , нам почему-то сразу представляется клиника репродукции и супружеская пара, желающая зачать ребенка в пробирке. Подобно тому как ученые могут выращивать эмбрион вне материнского лона, оплодотворяя яйцеклетку спермой в чашке Петри, таким же образом они культивируют человеческие клетки в контролируемых лабораторных условиях. (Культивирование — обеспечение клетки питательной средой и другими условиями, которые подталкивают ее к делению и воспроизведению идентичных копий самой себя.) Затем культивированные человеческие клетки можно исследовать и применять в научных целях. В лабораториях используют существующие линии клеток с одним и тем же генетическим материалом; новые клетки, изъятые из стерилизованных тканей, полученных от волонтеров; клетки, оставшиеся от хирургических манипуляций и биопсий.

Помимо изъятых из определенных органов или тканей клеток исследователи используют стволовые клетки, которые способны делиться и развиваться в различные типы клеток тела. Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки — сверхмощные взрослые стволовые клетки, которые могут «перепрограммироваться», возвращаясь к эмбриональному состоянию, а затем превращаться в нужный тип клеток. Ученые научились выращивать клеточные образцы из человеческой кожи, сердца, легких, желудка и других органов. Это позволяет им изучать картину болезни и воздействие лекарственных препаратов, не причиняя боли животным и не подвергая их жизни риску. Лабораторные исследования in vitro уже привели к серьезным достижениям в понимании и лечении злокачественных опухолей.

Другой передовой метод in vitro использует кластеры запрограммированных стволовых клеток для выращивания «зачатков» искусственных органов — органоидов. Они представляют собой жизнеспособные полноценные миниатюрные внутренние органы человека: печень, сердце, легкие, мочевой пузырь, почки и другие — все они получены из клеток, содержащихся в особом геле, в условиях, аналогичных тем, при которых органы развиваются внутри человеческого организма. Их даже можно распечатывать на 3D-принтере. В Институте регенеративной медицины Уэйк-Форест в 2015 году ученые распечатали бьющееся сердце {30} . Органоиды структурированы и функционируют как настоящие органы, только на значительно более упрощенном уровне, и способны работать месяцами. Их можно использовать для изучения болезней и тестирования лекарственных препаратов. Ученые возлагают большие надежды на применение органоидов в фундаментальных исследованиях — например, миниатюрную почку, выращенную из клеток почки больного, можно сравнивать с миниатюрной почкой, выращенной из здоровых клеток. В скором времени органоиды будут использовать в персонализированной медицине, чтобы проверить, как человек будет реагировать на определенное лечение.