Лабораторные жертвы: почему научный мир не может отказаться от тестирования на животных

Неприятное выражение морды обезьяны

Описания проведения экспериментов на живых животных были найдены еще в древнегреческих артефактах примерно с 500 года до нашей эры. Аристотель, Герофил и Эразистрат проводили эксперименты, чтобы изучать системы и органы живых организмов. Вивисекция (вскрытие живого организма — «Хайтек») практиковалась на преступниках в Древнем Риме и Александрии, но запреты на увечья человеческого тела в Древней Греции привели к зависимости развития науки от животных. Аристотель считал, что животным не хватает интеллекта, и поэтому понятия справедливости и несправедливости к ним не относятся. Теофраст, преемник Аристотеля, не согласился с этим, возражая против вивисекции животных на том основании, что, подобно людям, они могут чувствовать боль, а причинение боли животным было оскорблением для богов.

Древнеримский медик Гален считал, что физиология животных очень похожа на физиологию человека, но, несмотря на это сходство, он мало симпатизировал животным, на которых экспериментировал. Гален рекомендовал своим ученикам вивисектировать животных «без жалости и сострадания» и предупредил, что «неприятного выражения обезьяны во время вивисекции» следует ожидать.

Королева Виктория была одним из первых противников испытаний на животных в Англии, согласно письму, написанному в 1875 году: «Королева была ужасно потрясена деталями некоторых из этих методов [исследований на животных], и она очень хочет положить им конец». Вскоре кампания против вивисекции набрала обороты и вынудила законодателей издать первые законы, регулирующие использование животных для исследований: Закон Великобритании о жестокости к животным от 1876 года.

Бесконечные страдания

По самым скромным подсчетам, десятки миллионов животных гибнут или получают увечья каждый год во время исследований безопасности и эффективности новых лекарств, сельскохозяйственных химикатов и потребительских товаров.

Тесты на животных включают в себя:

• оценку степени раздражения путем втирания химических веществ в глаза и кожу животных;

• измерение токсичности путем принудительного кормления животных химическими веществами, чтобы определить, вызывают ли они рак или другие заболевания;

• проверки на смертельную дозу, которые определяют, сколько вещества необходимо, чтобы убить животное.

Многие из этих животных умирают, и почти все испытывают страдания. Для компаний тестирование на животных сегодня может обернуться сущим кошмаром из-за бурной реакции общественности, которая включает споры с борцами за права животных или менее интенсивную, но все же негативную реакцию потребителей.

В 2013 году в Европейском Союзе вступил в силу запрет на тестирование косметики на животных и маркетинг косметики, тестируемой на животных, что положило начало усилиям по поиску альтернатив для всех распространенных тестов на косметику, в которых используются животные. Индия, Израиль, Норвегия и Швейцария приняли аналогичные законы. Косметические компании в США и за рубежом, которые проводят испытания на животных, не могут продавать эти продукты ни в одной из этих стран. Гватемала, Новая Зеландия, Южная Корея, Тайвань, Турция и несколько штатов в Бразилии также приняли законы, запрещающие или ограничивающие косметическое тестирование на животных. Правительство Китая проводит обязательные испытания на животных всех косметических средств, ввозимых в страну. Поэтому, даже если косметическая компания принципиально не проверяет свои продукты или ингредиенты на животных на производстве, если она продает свою продукцию в Китае, испытания на животных буду проводиться.

Дэвид Б. Уорхейт, который руководит исследованиями в DuPont о потенциальных опасностях новых наноразмерных материалов, привел в качестве примера собственный опыт. Наноразмерные частицы настолько малы, что могут легко проникать внутрь клеток. Это может представлять опасность, и некоторые сообщения об испытаниях углеродных наночастиц, называемых фуллеренами, показали, что они убивают различные образцы клеток человека в пробирках.

Но когда исследователи DuPont вводили фуллерены в легкие крыс, иммунная система животных, по-видимому, избавлялась от них до того, как был нанесен какой-либо ущерб. По разным причинам Уорхейт считает, что исследования на живых крысах дали более точное представление о рисках, чем эксперименты с пробирками.

Они не такие, как мы

Противники исследований на животных утверждают, что тесты не предсказывают точной реакции человека на химические вещества, поэтому 92% новых лекарств не проходят испытания на людях после прохождения испытаний на животных. Некоторые лекарства, которые токсичны для животных, например, аспирин, чрезвычайно полезны для людей. Поэтому не имеет смысла проводить оценки химической безопасности на существах, которые биологически отличаются от нас самих.

Правда в этом есть — некоторые системы жизнедеятельности даже приматов, ближайших родственников человека, существенно отличаются от наших. Тесты на животных трудно повторить, и они часто показывают результаты, которые сложно считать показательными. А сами эксперименты чрезвычайно дороги. Испытание одного химического ингредиента в пестициде стоит миллионы долларов, занимает десять лет и требует более 10 тыс. животных.

Тесты на животных уже не единожды сыграли злую шутку с производителями лекарств, товаров потребления и косметических средств. Печальным случаем непоказательности таких экспериментов стал выпуск талидомида в конце 1950-х — середине 1960-х годов. Талидомид впервые появился на немецком рынке в 1957 году как безрецептурное средство для борьбы с тревожными расстройствами и бессонницей. Продукт рекламировался как «совершенно безвредный» и для детей, и во время беременности, так как его разработчики «не смогли найти дозу, достаточно высокую, чтобы убить даже крысу». К 1960 году талидомид появился в 46 странах с продажами, почти совпадающими с продажами аспирина. Примерно в это же время австралийский акушер доктор Уильям МакБрайд обнаружил, что препарат также облегчает утреннее недомогание. Он начал рекомендовать этот препарат не по прямому назначению своим беременным пациенткам, и вскоре это стало общемировой тенденцией.

В 1961 году МакБрайд увидел связь лекарства и тяжелых врожденных дефектов у родившихся детей. Препарат мешал нормальному развитию плода, в результате чего многие из них рождались с фокелией — укороченными, отсутствующими или похожими на плавники конечностями. Вскоре немецкая газета сообщила, что талидомид негативно повлиял на 161 ребенка, это привело к тому, что производители препарата, которые ранее игнорировали сообщения о врожденных дефектах, связанных с ним, наконец прекратили его распространение в Германии. Другие страны последовали этому примеру, и к марту 1962 года препарат был запрещен в большинстве стран, где он ранее продавался.

Кроликозаменители

Испытания с использованием клеток человека набирают обороты. Мировые компании тратят около $700 млн в год на исследования в лабораториях, специализирующихся на таких альтернативных методах.

Инновационные молодые компании MatTek, Admet и Xceleron лидируют в проведении таких испытаний. MatTek, небольшая компания в Ашленде, штат Массачусетс, выращивает ткани человека для тестирования на донорских клетках. По словам Джона Шеасгрина, президента компании, ткани растут около четырех недель, после чего поставляются лабораториям. По его словам, в одной ткани можно объединить до трех типов клеток, чтобы получить реалистичное представление о поведении того или иного тестового образца. «Хайтек» беседовал о таких исследованиях с директором по биомаркерам и биосенсорам Николаем Ивановым из Philip Morris International, где тестируют влияние табачной продукции на человека с помощью выращенных легочных тканей.

Admet владеет In Vitro Laboratories, которая получает около $20 тыс., проверяя препараты на клетках печени и других тканей человека для токсикологической оценки. По словам Альберта П. Ли, председателя совета директоров Admet, чтобы получить те же результаты в ходе экспериментов над животными, фармацевтическая компания должна использовать гораздо больше препарата, дольше ждать проявлений каких-либо эффектов и платить за содержание и возможные вскрытия животных, которых она использовала.

У Charles River Laboratories, крупнейшего в мире поставщика генно-инженерных грызунов для лабораторий, также есть дочерняя компания Endosafe, которая предоставляет альтернативу тестированию различных жидкостей на глазах кроликов. Тест, который может стоить всего $5, способен заменить большинство тестов на кроликах в кабинетах контроля качества на фабриках фармацевтических компаний.

Другие небольшие компании, такие как Entelos в Фостер-Сити, штат Калифорния, поставляют программы компьютерного моделирования для виртуального тестирования. Такое ПО включает в себя сотни переменных, чтобы имитировать, как люди, которые страдают от таких заболеваний, как астмы, ожирения или диабета первого и второго типа, будут реагировать на новое лекарство. «Хайтек» писал о разработке лекарств с помощью ИИ, который благодаря алгоритмам перебирает влияние тех или иных соединений на человека, подбирая тем самым оптимальное сочетание действующих веществ в будущем препарате.

Но во многих отношениях альтернативы приводятся в движение несколькими промышленными гигантами, стремящимися отказаться от испытаний на животных по научным, деловым и имиджевым причинам. За последние 20 лет Procter & Gamble потратил $225 млн на разработку и развертывание альтернативных методов тестирования для широкого спектра продуктов личной гигиены и кормов для домашних животных.

Исследование доказало, что со временем использование животных для тестирования может быть значительно сокращено и, возможно, окончательно исчерпает себя.

Инновационным средством стало изобретенное микроинженером из Киотского университета Кен-Ичиро Камеем «тело на чипе». «Тело на чипе» выглядит как лабораторный слайд, но с кристально чистым слоем силикона, на котором едва заметны очерченные впадины и каналы. На самом деле в чипах продумана система каналов, клапанов и насосов, которые обеспечивают более сложные взаимодействия — до такой степени, что они могут имитировать живую систему. В 2016 году Всемирный экономический форум назвал эти чипы одной из десяти лучших технологий года.

При проектировке чипов Камей использует только лазерный резак и 3D-принтер. Он вводит различные типы клеточных тканей в шесть камер, соединенных микроканалами, а затем подключает пневматические микронасосы чипа к контроллеру для создания циркуляции. Это действенный метод проверять эффективность и побочные эффекты новых лекарств, разрабатывать индивидуальные лекарства для людей на основе их клеточных культур и лучше понимать развитие и причины болезней. Например, в одном эксперименте Камей и его коллеги загрузили в чип здоровые клетки сердца и раковые клетки печени. Затем они добавили доксорубицин, противораковое лекарственное средство, которое, как уже выяснили предыдущие эксперименты, вызывает токсические побочные эффекты на сердце, но причина токсичности осталась неизвестной. Исследователи обнаружили, что препарат не вызывал повреждения сердца; причина токсичности крылась в измененном метаболизме печени, пораженной онкологией.

Исследователи из Университета Центральной Флориды продолжают продвигать технологию исследований на чипах, проводя эксперименты, которые могут доказать, что их система может однажды заменить испытания на животных, особенно в косметической промышленности. Ученые утверждают, что их чиповая технология является первой, в которой могут изучаться воздействие сразу на четыре органа, которые можно неинвазивно долго контролировать и в режиме реального времени. Эти свойства дают чипу возможность заменить исследования на животных, говорят исследователи.

В своей последней статье ученые сообщили, что они провели 28-дневный эксперимент на чипе. 28 дней ― минимальный временной интервал для оценки токсичности лекарственного средства на животных, а также успешного мониторинга электрических и механических функций клеток в в реальном времени.

Но не все компании переходят на альтернативные виды тестирования. PETA (организация «Люди за этичное отношение к животным» ― «Хайтек») обличает бренды, которые, несмотря на общественное мнение, все еще прибегают к экспериментам на животных. В 2018 году зоозащитники выпустили список из 30 мировых брендов, зависимых от подобных испытаний.

Косметические компании NARS, MAC, L’oreal, Lancome, Maybelline, Make up for ever, Rimmel, Max Factor, Bobbi Brown, Chanel, Dior, D&G, Giorgio Armani и Estee Lauder зависимы от китайского рынка, где без тестирования на животных продукция не допускается на полки магазинов. Потому, хотя они не используют животных для выпуска косметики в Европе и США, китайские законы вынуждают их отступать от привычных правил или терять огромную аудиторию потребителей.

Осенью 2018 года чиновники FDA (Федеральное управление США по контролю за продуктами и лекарствами ― «Хайтек») начали девятимесячное исследование, в ходе которого они будут тестировать три состава ивермектина и празиквантела, антипаразитарных средств. Ивермектин используется для лечения собак с сердечным червем, а празиквантел — для лечения собак с ленточными червями.

Исследователи агентства введут таблетки, содержащие все три состава в разных комбинациях, 27 собакам и будут постоянно брать кровь на анализ. Таким образом они создадут физическую модель для имитации растворения тех же лекарств в желудочно-кишечном тракте собаки.

План FDA может, например, помочь исследователям избегать использования собак для проверки эквивалентности препаратов, которые имеют местное, а не системное действие и аналогичный механизм всасывания. Сейчас это потребовало бы терминальных исследований с большим количеством собак.

Доктор Готтлиб, инициатор исследования, заявил, что цель состоит в том, чтобы исключить необходимость использования собак в некоторых будущих экспериментах, итогом которых становится патанатомическое изучение внутренних органов уже умерщвленных с помощью эвтаназии животных.

Вынужденная жестокость или бытовой садизм

Тесты, которые проводят на животных, действительно далеко не безобидны и не безболезненны.

Самый распространенный тест среди косметических, фармацевтических компаний и производителей, к примеру, бытовой химии ― тест на чувствительность и возможное раздражение. Тестируемое вещество либо наносится на кожу животного, либо впрыскивается под нее, что может вызвать любые последствия ― от покраснения и зуда до гнойных ран и необратимого повреждения кожи. Те же методы используются и для проверки безопасности веществ для слизистых оболочек. Испытываемое вещество наносят непосредственно на глаз животного, что может привести к кровотечению, язвам и слепоте.

Проверки на токсичность включают в себя изучение оральной, кожной и ингаляционной токсичности. Они определяют, какое количество вещества приводит к гибели половины подопытных животных в течение 14 дней после воздействия. У животных могут начаться кровотечения, судороги и паралич ― и, как результат, смерть ― по мере того, как концентрация вещества достигает летальной дозы. Проверки на передозировку препарата проводятся так же, но после периода введения повышенной в несколько раз дозы даже выживших подопытных убивают, чтобы исследовать их органы на предмет аномалий. Во время исследования выведения вещества из организма у животных берут кровь на анализ в определенные промежутки времени и убивают по одному из подопытной группы, чтобы сравнивать концентрацию в крови во время каждого отчетного периода экспериментов.

Мыши и крысы становятся лакмусовой бумажкой тестов на канцерогенность. В течение нескольких недель или даже лет им принудительно скармливают, вкалывают или втирают в шерсть и кожу испытываемое вещество, после чего убивают и изучают воздействие препарата или средства изнутри.

Исследования возможных нарушений репродуктивных функций отличаются особой жестокостью. Сравнивая воздействие препаратов или веществ на тысячах животных, ученые определяют влияние на фертильность, проблемы с размножением и врожденные дефекты плодов. Исследователи принудительно кормят или только самку, или и самца, и самку веществом до и во время беременности.

В некоторых тестах они убивают детенышей до или сразу после рождения, чтобы исследовать их ткани. В других принудительно кормят их одним и тем же веществом, чтобы исследовать его влияние на несколько поколений, если они выживают. У подопытных часто проявляются симптомы хронического отравления, такие как судороги и потеря веса.

Активисты по защите прав животных обвиняют ученых из немецкого онкологического исследовательского центра в Гейдельберге в жестоком обращении с животными. Поводом стало тестирование эффективности вирусной терапии при саркоме Юинга, злокачественном раке, который чаще всего встречается у детей. Испытания проводились на мышах. После публикации исследования летом 2018 года активисты по защите прав животных обратились в прокуратуру с иском по факту нарушения закона о защите животных.

По данным ассоциации «Врачи против экспериментов на животных», во время эксперимента у мышей искусственно вызывали образование опухолей, при этом они не получали никакого обезболивания и умирали от онкологии. По мнению зоозащитников, Гейдельбергский проект был незаконным.

Центр не отрицает того, что исследователи превысили указанные сроки испытаний от пяти до шести недель и использовали отличную от заявленной линию опухолевых клеток, а некоторых мышей усыпляли несколько позже задуманного. От опухоли, по официальным заявлениям врачей, не умерло ни одного животного. Правомерностью эксперимента теперь занимается прокуратура.

Но Андреас Трумпп, глава Гейдельбергского института технологий стволовых клеток и экспериментальной медицины в Немецком онкологическом исследовательском центре, считает, что тестирование на животных имеет важное значение для новейших разработок. Он считает кощунством отказ от подобных испытаний методов и лекарств, которые действительно способны помочь людям. По мнению Трумппа, альтернативы мышам и крысам в качестве подопытных объектов нет.

Медицинские исследования на людях

Клинические испытания необходимы для проверки потенциальных методов лечения. Как правило, их проводят на добровольцах, чтобы увидеть, можно ли их одобрить для более широкого использования среди населения в целом. Речь идет об исследованиях лекарств, медицинских устройств или биологических препаратов — вакцин, препаратов крови или генной терапии. Методы лечения почти всегда уже опробованы на лабораторных животных, чтобы определить потенциальную токсичность для людей. Наработки, имеющие приемлемые профили безопасности и демонстрирующие наибольшую перспективу, затем проходят и клинические испытания.

Некоторые виды лечения имеют неприятные или даже серьезные побочные эффекты. Часто они носят временный характер и заканчиваются, когда лечение прекращается. Некоторые побочные эффекты появляются во время лечения, а другие могут не проявляться до окончания исследования. Риски зависят от изучаемого лечения и здоровья людей, участвующих в испытании. Все известные риски должны быть полностью объяснены исследователями до начала испытания. Если новая информация о риске становится доступной во время опытов, участники должны быть проинформированы.

В 1933 году более десятка женщин были ослеплены, а одна женщина умерла от использования перманентной туши для ресниц под названием Lash Lure. Она содержала p-фенилендиамин — непроверенный химикат. В то время не было никаких правил, обеспечивающих безопасность продукции. Р-фенилендиамин вызывал ужасные волдыри, абсцессы и язвы на лице, веках и глазах, что приводило к полной или частичной слепоте некоторых испытуемых. В одном случае язвы были настолько сильными, что у женщины развилась бактериальная инфекция, она умерла.

Через несколько лет после инцидента с Lash Lure произошла еще одна трагедия с участием средств, которые не были протестированы. Фармацевтическая компания в штате Теннесси решила разработать детский антибактериальный препарат в форме сиропа. Эликсир сульфаниламид представлял собой смесь уже изученного антибактериального препарата и сладкой на вкус суспензии. К сожалению, фармацевтическая компания не проверяла безопасность лекарства. Суспензия содержала этиленгликоль, сладкий яд, основной компонент антифриза. Отравление этиленгликолем приводит к отказу почек, токсины и жидкость перестают выводиться из организма. В конце концов количество накопленного токсина увеличивалось настолько, что приводило к летальному исходу. В первые же дни после поступления в продажу от «эликсира сульфаниламида» скончались более 100 человек, в основном дети.

Команда исследователей из Университета в Буффало опубликовала возможный метод сохранения памяти при болезни Альцгеймера. Работа посвящена эпигенетическим изменениям болезни Альцгеймера на примере животных.

Исследование проводилось на мышах, которым был вживлен ген болезни Альцгеймера, и работа также проводилась на тканях мозга умерших пациентов. Исследование указывало на то, что, хотя эта болезнь вызвана генетическими и экологическими факторами риска, основной причиной является естественное старение. Эпигенетические изменения в этом заболевании в основном происходят на более поздних стадиях, когда пациенты не могут запомнить недавнюю информацию и демонстрируют наибольшее снижение когнитивных функций. Мыши помогли обнаружить, что ключевой причиной такого снижения является подавление глутаматных рецепторов, которые имеют жизненно важное значение для сохранения кратковременной памяти.

Исследование показало, что потеря рецепторов вызвана эпигенетическим процессом, называемым репрессивной модификацией гистонов, который увеличивается при болезни Альцгеймера. Ученые вводили животным химические вещества, которые ингибируют фермент, контролирующий репрессивную модификацию гистонов. Это привело к спасению когнитивной функции. Улучшения длились около недели. Последующая работа станет сосредоточена на соединениях, которые будут иметь накопительный эффект и смогут полноценно усваиваться у людей.

Исследователи из Университета Флиндерс в Австралии работают с новым антибиотиком под названием «Рамизол», который, по мнению ученых, эффективен против устойчивых к антибиотикам штаммов бактерий вида клостридиум диффициле. Инфекции, вызываемые этой бактерией, потенциально смертельны и распространены у людей, которые принимали антибиотики в течение длительного периода времени.

«Рамизол» — первый в своем классе антибиотик на основе стирилбензола, показанный для борьбы с этими бактериями. Исследователи из Flinders and Boulos & Cooper Pharmaceuticals проверяли антибиотик на хомяках. Рамиз Булос, исполнительный директор Boulos & Cooper, заявил: «Случаи заболевания клостридиумом регистрируются все чаще, а штаммы становятся более смертоносными. Если у носителя бактерий начинается дисбактериоз, бактерия может начать размножаться и выделять токсины, которые атакуют слизистую оболочку кишечника, что и приводит к появлению симптомов».

Хомякам, зараженным клостридиумом, вводили разные дозы «Рамизола». После чего значительная группа испытуемых животных успешно пережила летальную инфекцию. При повторном воздействии антибиотика ни у одного из грызунов не наблюдалось серьезных побочных эффектов или изменений веса.

Отделение по борьбе со злокачественными новообразованиями у ВИЧ-инфицированных и больных СПИДом и Сеть исследований по иммунотерапии рака в 2016 году начали масштабное исследование в десяти медицинских центрах в США. В исследовании участвовали ВИЧ-позитивные пациенты с рецидивирующим раком легкого, меланомой и лимфомой Ходжкина. Предварительные результаты первого клинического исследования показали, что иммунотерапия препаратом «Кейтруда» (пембролизумаб) может быть безопасной и эффективной. Данные о первых 17 пациентах, включенных в исследование, показали, что препарат безопасен. В настоящее время в исследование включено около 40 пациентов. У всех есть ВИЧ-инфекция, которая контролируется лекарствами.

Ранее участие в любых экспериментальных программах было достаточно проблематично для пациентов с ВИЧ, так как они зачастую страдают от сопутствующих иммунодефициту хронических заболеваний, и их организм подвержен бактериальным и вирусным инфекциям больше, чем организм не зараженных людей. До этих испытаний около 30% ВИЧ-инфицированных пациентов, больных раком, не получали никакого противоопухолевого лечения.

В феврале 2018 года, не без подоплеки проведенных исследований, Национальная организация по борьбе с раком выпустила новые руководящие принципы клинической практики по лечению рака для людей, живущих с ВИЧ. В них подчеркивается, что большинству ВИЧ-инфицированных людей, имеющих онкологические заболевания, должны предлагаться те же методы лечения рака, что и обычным пациентам.

Животные веками были неотъемлемой частью науки. Люди изучали воздействие различных средств, веществ, медикаментов и методов лечения на животных, чем подвергали их страданиям, вплоть до летальных исходов. С развитием современной науки мы можем частично отказаться от использования животных в научных экспериментах. В качестве альтернативных средств уже сейчас предлагают компьютерные модели систем человеческого организма или искусственно выращенные клетки. Пока нет достоверных данных, станут ли эксперименты от этого менее достоверны. Но в задачи ученых входит соблюдение баланса между безопасностью нашей жизни и гуманным отношением к животным, что сделать не так-то просто.