Как спасти животных от доклинических исследований препаратов? На помощь приходят физики, физиологи, фармакологи и инженеры. Вместе этот дрим тим пытается изобрести модели, которые помогут уйти от использования лабораторных животных в фармации.

Начнем с базы: лабораторные животные необходимы, чтобы обычный человек смог принять препарат и не отравиться. На них изучают токсичность препарата и его взаимодействия с организмом. Для подобных исследований специально выводят т.н. «чистые линии» животных в контролируемых условиях (кто родители, чем кормим, и т.д.). Однако содержание животных и требования к экспериментам на них — это дорого. Стоимость одного грызуна около 1000 руб, грызунов надо около 200 минимум, а это мы еще не считаем содержание. Кроме того – это грустно. После экспериментов, животное усыпят, если это не исследование токсичности. Там животному предстоит принять высокую дозу препарата и выдать данные для оценки летальной концентрации, на этом его жизнь будет завершена.

Тем не менее, у такого подхода есть минус помимо цены и гуманизма. У нас с животными разная физиология. В базовых вещах, вроде процессов переваривания и работы систем органов, мы похожи. А вот на уровне метаболизма и превращения веществ – отличаемся. Подобные различия спровоцировали, например, Талидомидовую трагедию. Талидомид – средство от тошноты с седативным эффектом для беременных женщин, тестировался на мышах и крысах, на которых не давал критичных побочных эффектов. После выпуска на рынок обнаружился тератогенный эффект – после приема препарата рождались дети с врожденными дефектами развития из-за чего пострадало тысячи семей.

Последние десятилетия фармакологи, физиологи, физики и инженеры взялись за устранение недостатков исследований на животных по-своему: разработкой искусственных моделей человеческого организма. Сегодня нашей задачей становится сделать такую тест-систему, которая позволит оценить параметры токсичности и взаимодействий прямо в «лабе». Это уже сейчас снизило число использований животных, например, для регистрации таблеток-копий известных препаратов (так называемые «дженерики» - более дешевые аналоги). Для этого используют тесты биоэквивалетности: мы берем препарат с известными данными А, берем нашу копию Б, кладем их в чаши с жидкими средами, имитирующими желудок, кишечник и ротовую полость, ставим над ними мешалку (имитация перистальтики). Засекаем время и отбираем пробы каждые 15 минут, измеряем концентрацию препаратов в этих средах. Если препараты А и Б совпадают – можно использовать известные данные токсичности и взаимодействии и не идти за животными.

Кроме таблеток такие тесты с высокой достоверностью можно применить для капсул, а вот мази, инъекции и пластыри останутся в стороне. А ведь это мы только говорим о простых копиях, а не о новых препаратах

Еще одним «заменителем» считают тест-системы формата «орган на чипе» — это когда мы берем клетки, например, печени и выращиваем маленькую ее версию на чипе. Собирая из чипов систему человеческого организма, можно добиться высокой степени достоверности при оценке препаратов. Но это в 5-10 раз дороже, чем животные. Альтернативой можно назвать попытку воссоздать параметры нашего тела с помощью схожих материалов и знаний физиологии. Существуют модели, позволяющие оценить скорость, с которой препарат проникает через мышечную ткань в кровь. Их делают из желатиновых студней с подбором химического состава, близкого к мышце, а кровоток моделируют с помощью трубок, по которым за секунду прогоняют рассчитанный объем искусственной крови. Они дешевле, но их достоверность ниже, чем у животных, например по токсичности подобные модели бесполезны.

Несмотря на это, надеюсь, вскоре подобные системы станет возможным сделать точнее и дешевле животных, и мы сможем обойтись без них!

#Русаков
#медицина
#Наварро