Непростая жизнь лабораторной мыши

Сегодня много более половины исследований медицины выполняется на животных. Практически не существует ни одного раздела медицинской науки, который бы не прибегал к экспериментам на «наших меньших братьях». В одних областях процент этот меньше, в других больше, но избежать полностью подобных экспериментов при нынешнем состоянии науки считается невозможным. В животном мире вряд ли существует животное, перед которым бы не открывалась эта перспектива.

Однако одновременно с этим даже традиционные виды животных, уже сотни лет привлекаемые на службу человеку, изучены недостаточно хорошо, а значит, к результатам экспериментов на них не может быть полного доверия.

Поэтому, совершенно естественно, в каждой стране, где проводятся подобного рода эксперименты, существуют центры, осмысляющие весь круг проблем использования лабораторных животных.

Происхождение линейной мыши

Жизнь миллионов лабораторных мышей начинается здесь. Отсюда — из двух небольших, даже тесных комнат — они попадают во все питомники, чтобы выполнить первоначально единственную задачу: размножаться, размножаться, размножаться.

Но сами мыши уже не обыкновенные. Попав на волю, к своим соплеменникам, они не прожили бы и нескольким дней.

— Попробуйте выдержать конкуренцию в природе,— говорит руководитель отделения генетики Алексей Михайлович Малашенко, прожив поколений двадцать вот так.

«Вот так» — значило родиться на стеллаже, возвышающемся до середины комнаты, видеть вокруг себя лишь мягкий матовый свет и не искать ни еды, ни питья. Корм насыпался им прямо под лапы, его не нужно было добывать с риском для жизни, а капля воды все время свисала из бутылочки, лежащей на крышке клетки. Захотел — и слизнул. На рожке тут же набегала новая чистая капля и висела, не падая. И так двадцать поколений.

Но лишенный забот должен давать и давать строго себе подобных. Существа, находящиеся в этих комнатах,— без преувеличения «голубая кровь» в мышином роду, и их наследственной определенности может завидовать любой самый ревностный хранитель семейного генеалогического древа. Дальние предки этих мышей когда-то пересекли океан, ведя чистую линию от лабораторных мышей Джексоновской лаборатории Соединенных Штатов — едва ли не самой старой подобной лаборатории, появившейся еще в начале прошлого века. (Впрочем, есть тут и мыши из лабораторий Германии, Англии; есть уже и «свои»). Далее эту наследственность следовало лишь поддерживать, не нарушить.

— Жесткий инбридинг,— говорит Алексей Михайлович,— только братские и сестринские скрещивания. В конце концов, они приводят к полной генетической однородности. Благодаря этому животные внутри каждой инбредной линии так же однородны, как однояйцовые близнецы у человека. Вот это и дает возможность получать на них воспроизводимый результат. Имея этих мышей, мы можем воспроизвести у себя любой опыт, где бы в мире он ни был сделан.

Он снимает клетку за клеткой. Две комнаты — это генофонд.

— В чем хитрость экспериментальной науки,— говорит он. — Вы ставите опыт, получаете какие-то данные. И вдруг через год при аналогичном опыте вы их не получаете. Почему? Если вы сразу публикуете свои данные, ваш опыт пытаются повторить — не получается. Выходит, вы вводите, мягко говоря, в заблуждение. Но вполне может быть, что вы вовсе и не лжете, просто ваши животные в первой выборке были с одним генотипом, а в следующий раз вам попались совершенно другие. С опытами на этих мышах ничего подобного не случится. Инбредные линии исключают такое несовпадение, они стандартизированы самим методом разведения.

Он открывал все новые и новые клетки. Всего — в этом единственном — около семидесяти пяти линий.

Появились совсем уж диковинные зверьки: совершенно лысые и заросшие ангорской шерстью (так ее и называли), с крошечными, едва заметными ушами и с ушами несоразмерно огромными, хвостатые и совсем бесхвостые…

— А вот эти,— показывал Алексей Михайлович,— мутанты, они смертельно больны от рождения.

Голос его был ровным, словно он говорил самые обыкновенные вещи. Судьба мышей была предопределена процентов на девяносто девять, еще и с сотыми, и в этой предопределенности и был весь смысл. Мыши безропотно из поколения в поколение несли в себе едва ли не все болезни, какие бывают и у человека.

— В нашем наборе,— говорил Алексей Михайлович,— всего лишь чуть больше двух десятков мутантных линий.

Он сравнивал мутацию с разрывом в записи на магнитной ленте
— Мутантный ген — это и есть разрыв в программе. Сколько бы вы потом ни переписывали пленку, вы перепишете и разрыв.

Так и с наследственностью: дефект, однажды случившийся, переходит в следующее поколение.

А ведь даже самая лучшая секретарша, перепечатывая сложный текст, сделает хотя бы одну ошибку. И при дубликации хромосом — хоть одна «опечатка», а будет. Если же «перепечатываемый» текст во многом схож, схожими будут и «опечатки». Мы млекопитающие, как и мыши, и несмотря на то, что нас разделяют огромные эволюционные сроки, наши наследственные программы остались близкими, а это значит, что многие мутации, встречающиеся у мышей, в принципе возможны и у нас, в том числе и вредные.

Та вечная секретарша, которая без перерыва и отдыха «переписывает» самый сложный текст природы — программу живого организма, продолжает делать «опечатки». Их надо лишь «ловить», как выражаются в лаборатории.

Итак, современное развитие биологии, медицины, молекулярной биологии уже не может идти без этих точных линий животных, и мышь в этом отношении модель самая дешевая, едва ли не самая простая и наверняка традиционно, самая изученная.

Впрочем, не такая уж она дешевая. Да и самой простой генетическая стандартизация лабораторных животных оказалась только на данном этапе. Простоты ожидали не от нее, а от стандартизации экологической. Казалось бы, унифицировать условия содержания животных было всего легче. Однако этого-то не произошло до сих пор. Система разведения и содержания лабораторных животных продолжает оставаться в различных лабораториях мира довольно различной. К эффективной из стандартизации пока еще лишь только приступают.

Кое-что из жизни линейной мыши

Необходимость в экологической стандартизации давно признана. Иначе слишком многое в экспериментальной науке потеряет свой смысл из-за приблизительности.

К примеру, в отделении экологии лаборатории выяснено, что если питательная ценность диеты ниже нормы всего лишь на 15 процентов (или на столько же выше), то это влияет даже на иммунологическую активность животных. Реакция их на вирусные, бактериальные и химические агенты настолько различная, что опять возникает несравнимость в экспериментальных выводах. Словом, если опыт проделан на животных одной линии, то это еще далеко не все.

Различие реакций при различном питании (все остальные условия идентичны) подчас просто поразительное. Так, животные, выращенные на диетах с недостатком белков, обладают повышенной чувствительностью к гамма-излучению,— при четырехстах рентгенах у них наблюдается стопроцентная смертность. В «нормальной» же группе после такой дозы облучения не умирает никто, и лишь при повышении дозы почти вдвое небольшой процент мышей начинает погибать. При недостаточном количестве белка у животных появляется и целый ряд пороков развития, они гибнут иногда еще на стадии эмбриона.

А при большой плотности мышей в клетке — иначе нельзя — каждое животное не получает одинакового питания.

— В одном и том же возрасте,— говорит руководитель отделения экологии Игорь Владимирович Кусельман,— одна крыса может весить сто двадцать граммов, другая же — все двести сорок… Нам предлагают: дайте для эксперимента трехмесячных животных. А у них уже давно появился лидер, в клетке он угнетает других, и одинаковые по возрасту, они совершенно различны по физиологическим показателям. Получается огромный разброс в результатах исследования. Можно, конечно, подобрать их по весу, но тогда они разны по возрасту, а значит, у них разные иммунологические характеристики — в молодом возрасте реактивность организма совершенно другая. И, выходит, опять разброс в результатах, и, значит, повтор, повтор…

Так, оказалось, что одного лишь осознания того, что необходимо выравнивать экологические условия для экспериментальных животных во всех лабораториях мира, явно недостаточно (к тому же, многие условия содержания, в том числе и диеты, часто считаются профессиональной тайной той или иной лаборатории, а это уже дополнительное осложнение). Поэтому не случайно наш генофонд содержит только около семидесяти пяти линий лабораторных мышей. Экологические проблемы возникают с приобретением каждой из них, иначе все лаборатории мира давно имели бы все возможные линии, столь необходимые экспериментальной науке.

Вот рассказ руководителя отделения экологии об одной из удач, которой предшествовали долгие неудачи:
— К нам очень давно и настойчиво пытались завезти новозеландских мышей. Настойчивость вполне понятна: мышь обладала целым набором постепенно появляющихся у нее наследственных болезней — анемия, нефрит, полиартрит, гепатит, диабет… Не иметь такой модели — огромная потеря. Но сам набор болезней делал линию чрезвычайно уязвимой. Сохранить ее не удавалось. Представьте себе, человеку даже с одной из этих болезней нужны специальные условия содержания. Что же говорить о существе, обладающем целой их гаммой.

Единственным центром, который имел, поддерживал эту линию и раздавал ее для исследований, был Институт национального здоровья в Вашингтоне.

Мышей покупали,— кстати, сорок долларов штука — принимали в качестве подарков. Но они гибли.

В конце концов, стало традицией считать, что условия вашингтонской лаборатории воссоздать пока в другом месте невозможно. А они там действительно отработаны: стерильность помещений, воздуха, воды: герметизация, повышенное давление в боксах — чтобы воздух снаружи не просачивался и не мог принести инфекцию. Не говоря уж о постоянстве температуры, влажности… Люди, обслуживающие лабораторию, не должны, согласно инструкции, делать лишних движений, издавать громкие звуки. Было замечено даже, что если в присутствии мышей разговаривали в повышенных тонах, те начинали агрессивно относиться к своему потомству. Очень возбудимые мыши.

И вот в вашингтонский институт приезжает член-корреспондент Академии медицинских наук Валентина Александровна Насонова. И руководитель лаборатории дарит ей двенадцать пар этих мышей. Она привозит драгоценность домой. Кроме мышей, ей дарят одну упаковку с кормом — запас, который при капризности новозеландских мышей вполне мог остаться несъеденным.

Американцы, нужно сказать, не скрывали ничего из условий содержания. Но дело в том, что специалистов, профессионально знакомых с экологией лабораторных животных, у нас в то время еще не было; и, кстати, до сих пор таких специалистов у нас не выпускает ни один институт, и огромная, сложная отрасль пополняется «дилетантами».

Я давно работаю с лабораторными животными. Казалось, знал их хорошо. Но, придя сюда, в лабораторию, понял, что не знаю многого. К числу этих незнаний относилась и новозеландская мышь. Помню, вначале я отнесся к ней даже легкомысленно. Получив хорошие результаты с выработкой диеты на других линиях, я считал: «Какое это имеет значение? Подумаешь — новозеландская… Все равно ведь мышь».

Очень быстро оказалось, что это совсем не так. Выходило, что мы можем поддерживать их лишь в той численности, в какой они к нам приехали. Но чтобы вести экспериментальную работу, этого мало.

Мы стали более внимательно наблюдать мышей. Начали подбирать им диету. Корм из упаковки мы, конечно, изучили, но изготовить точно такой же корм, если он сложен, невозможно. Можно добиться, скажем, одинаковости составляющих его продуктов, но усваиваться он будет все равно не так. К тому же в том корме содержались и такие плоды, которые росли лишь в Америке. Можно, конечно, внести их в диету, но как говорится, за морем телушка — полушка, да дорог перевоз.

Линия готова была исчезнуть, как это и неоднократно случалось, как вдруг наш одиннадцатый вариант диеты оказался относительно пригодным. Теперь уж пошла работа с ним, совсем тонкая. И вот результат. Выживали они по-прежнему не стопроцентно, но по отношению к животным с таким генетическим набором патологий — это, вероятно, и невозможно. И все-таки, если на американской диете в вашингтонской лаборатории получают от самки в среднем два-три мышонка, то мы теперь имеем шесть-семь. И никаких генетических изменений в линии.

Так что у нас сейчас уже около шести тысяч новозеландских мышей. Можно работать. Но главное в том, что мы выработали стандартную диету — и не только для новозеландских мышей. А стандартная диета — это стандартность веса.

Они были очень темными и быстрыми, новозеландские мыши. Попросту не верилось, что они носят в себе столько смертельных несчастий. Жили они, как и все остальные мыши генофонда в белых эмалированных ванночках от старых зиловских холодильников — их и называли клетками. На некоторых из них так и не стерлась надпись «Фрукты». Ни о какой стерильности пока что не было и речи. И та удача, которая случилась с новозеландскими мышами, все-таки легко могла и не произойти.

Животные тончайших линий нуждались в таких помещениях, в каких, к примеру, собирают часы,— это было здешним сравнением.

— Однако работать надо,— говорил Игорь Владимирович. — Все равно нужно.

Оказалось, он привел меня к новозеландским мышам еще и за другим. Ему любопытно было проверить совсем нового человека, вернее, реакцию мышей на этого нового. «Ведь далеко не все могут работать с лабораторными животными,— говорил он. — Еще недавно мы об этом и не думали, и не говорили, вот только начали. А происходят удивительные вещи,— продолжал он. — Эти комнаты убирали две женщины. Обе работали подолгу, обе пожилые… Только в той, соседней комнате, мыши хорошо плодились, а в этой хуже. И не просто хуже, а, скажем, на пятьсот мышат меньше в год. Почему? Совершенно невозможно понять. Оказалось, — я сначала и не обратил внимания: неловко, знаете,— одна, как войдет, так костерит их почем зря, а другая входит: «Хорошенькие вы мои… Что-то вы и не едите у меня ничего, хвостатенькие? Да я б тоже не стало это есть… Жмых какой-то, не война же…» И вот причитает так над ними. А они прямо носы к ней тянут. Попробовал я переменить их местами — и все переменилось. Вот как!

Или у одной девушки — тоже тут работала — как ни подойдет к клетке, мыши от нее… Вверх, не поверите, подпрыгивали сантиметров на семьдесят. Только бы убежать от нее. А по виду и ничего не скажешь — спокойный вроде бы человек. Какая-то нервность у нее внутренне была. И сама-то она переживала ужасно… Но ведь это все зыбко, на уровне наблюдений каких-то. Да и то случайных. А тут не интуиция — точность нужны, изучение…

Только что начавшаяся история «чистой» мыши

«Чистая» мышь уже существует. И не только мышь, но и морская свинка, крыса, кролик, поросенок. А в принципе уже возможно получение безмикробных обезьян и кур.

Она появляется на свет при помощи кесарева сечения или взрослое уже животное до тех пор обрабатывают антибиотиками, пока оно не станет безмикробным. Всю дальнейшую жизнь животное проведет в стерильных условиях, поглощая такую же стерильную пищу. Так достигается главное: то, что невозможно определить с удовлетворяющей экспериментатора точностью,— микробный состав животного — устранено совсем. Микробного состава не существует.

— Теперь,— говорит руководитель отделения гнотобиологии Геннадий Игнатьевич Подопригора,— если в эту безмикробную структуру внести какое-то заражение, пусть это будет кишечная палочка, то все, что произойдет дальше, будет реакцией именно этой кишечной палочки, и только ее. Точность практически абсолютная. Вот почему до появления безмикробных животных влияние микробного фактора либо вынужденно игнорировалось, либо изучалось неточно. Вот почему с появлением чистых животных биологическая наука переходит на новую ступень точности. И вот почему сейчас же с появлением таких животных экспериментаторов ждали открытия, какие прежде были просто невозможны. В совершенно глухой стене открылась не существовавшая прежде дверь. В нее надо было лишь умело войти.

Безусловно, это лишь начало, но пока практически завершено два таких эксперимента. Так закончился — без преувеличения многовековой — спор о природе ожоговой токсикации. До последнего времени факторами этой токсикации компромиссно считали инфекцию, непременно попадавшую в открытую рану, и распадение самой ткани, которое тоже сопровождается выделением токсинов. Причем предпочтение отдавалось первому — казалось очевидным, что открытую рану никак не уберечь.

И вот после нескольких лет работы получен принципиальный ответ: токсикация у безмикробных животных и у обычных не отличается, а значит, тканевый фактор играет ведущую роль.

Второй эксперимент проводился по предложению группы онкологов. В нем изучалось канцерогенное влияние диметилгидрозина — препарата, практически стопроцентно вызывающего опухоли толстого кишечника у животных. У безмикробных животных после введения этого препарата опухоли не образовались ни у одного. И это недвусмысленно говорит о важной роли микрофлоры в канцерогенезе.

Подобные опыты с другим препаратом проведены в США. Результат оказался тот же. Выходит, препараты становятся канцерогенными лишь при способствующих обстоятельствах.

— Естественно,— говорит Геннадий Игнатьевич,— теперь целесообразно проверить целый ряд соединений на истинную, если можно так выразиться, канцерогенность. А в дальнейшем искать такую микрофлору, которая станет устойчивой против канцерогенных соединений. Но это дело будущего.

«И все же их надо беречь»

Стоит ли говорить: все, что ожидается в этом смысле в будущем, ожидается от привлечения к экспериментам все тех же лабораторных животных. Круг замыкался в практической безвыходности. И в этом круге находилась мышь, помещенная в него, кажется, уже навсегда. Наиболее изученная, наиболее дешевая, то есть вполне подходящая.

…Попытки запретить такого рода исследования из соображений нравственных (или хотя бы ограничить их) столь же древни, как и стремление экспериментировать на животных, и все они, в сущности, сводятся к одному. Вот как писал об этом И. И. Мечников в своих «Этюдах оптимизма»: «Совесть подсказывает, что всякое страдание, причиненное другому существу на пользу человека или иного животного, безнравственно. Я знаю выдающихся физиологов, которые решаются делать опыты лишь над малочувствительными животными, как лягушки…» Мечников далее приводит едва ли не главное из всегда выдвигавшихся оправданий морального плана. Такими опытами выясняется подчас научная задача, «которая со временем может увеличить счастье людей или полезных человеку животных». «Для того, чтобы оправдать вивисекцию,— продолжает Мечников,— ученые становятся на точку зрения теории утилитарной нравственности, оправдывающей всякое средство, полезное человечеству».

При всей безнравственности даже самого термина утилитарная нравственность невозможно оспорить результат, к которому привело его применение на практике. Мечников пишет: «Великие законы, управляющие инфекционными болезнями и ценные средства борьбы с ними никогда не были бы найдены без вивисекции или даже при одном ограничении ее…»

Вряд ли стоит скрывать, что дело, принявшее столь колоссальный размах, стоит на основе «цель оправдывает средства», то есть на принципе, который никогда до конца не удовлетворял человека и, надо думать, не будет удовлетворять. Нет экспериментатора, который бы мог сказать, что боль животного не сравнима с человеческой, и нет экспериментатора, который бы хотел признать, что научился пренебрегать той болью, которую причиняет животному. И есть множество экспериментаторов, которые хотели бы, чтобы у них об этом не спрашивали.

И во всех разговорах в лаборатории, должен сказать, мы постоянно возвращались к этой теме, словно ища каких-то новых оправданий. И та настойчивость, с которой мы искали их, говорила, вероятно, о том, что искать их человеку все-таки нужно. Не исключено даже, что сам поиск этих оправданий (и безрезультатный в том числе) уже в какой-то мере оправдывает человека в его экспериментировании над живыми существами. Кстати, озабоченность этой стороной дела никогда не исключалась экспериментаторами.

Василий Андреевич говорил о том, что вообще экспериментатор экспериментатору рознь.— «Иногда встречаешься и с прямой жестокостью, особенно в учебных институтах, когда массе студентов показывают сложные операции без обезболивания».

— А вообще экспериментатор,— спрашивал я,— не человек ли это особой черствости?
— Все-таки нет, — настаивал Василий Андреевич. — Скорее особого сознания долга.

Однако, соглашался он, область экспериментирования над живыми существами настолько деликатна, что было бы опрометчивостью не ставить в ней своеобразных «фильтров».

…В отделении как раз готовились к операции… Мышь уже была принесена. В узком коридоре оживленно ходили люди в белых халатах — тоже ждали начала, и оживление их было тем обычным состоянием, которое всегда предшествует событию исключительному. Потом шаги стихли.

Я сидел один и читал «Правила проведения работ с использованием экспериментальных животных». Они тяжелыми и невыразительными, но точными фразами диктовали экспериментаторам, что им позволено и не позволено в опыте. Они охраняли по возможности мышь от страданий.

Читая «Правила», я думал о том, что достижение, к которому приходят в лаборатории, автоматически снижает количество экспериментальных животных. И чем значительней это достижение, тем крупнее выигрыш их, «бедных и беззащитных», по выражению Мечникова.

…Круг действительно замыкался, оставляя лишь одно: замкнувшись, давал бесконечные выходы для человеческой мысли.

Автор: Ю. Лексин.