For mer enn 20 år siden ledet to medisinske forskere fra Harvard University, Joseph og Charles Vacanti, et team som med hell vokste et menneske-øreformet brusk på baksiden av en labmus. Eksperimentet brukte en øreformet mugg fylt med bruskceller fra en ku. "Øret" ble først plassert i en inkubator, og når det begynte å vokse, ble det transplantert inn i kroppen til en naken mus (en art laboratoriemus med en genetisk mutasjon som forårsaker et degradert eller fraværende thymusorgan, som hemmer dyrene immunforsvar og evne til å avvise fremmed vev).
"Earmouse" eller Vacanti mus, som dyret har blitt kjent, fortsatte å vokse vevstykket ut av ryggen til det lignet størrelsen og formen til et menneskelig øre. Teamet publiserte forskningen sin innen plastisk og rekonstruktiv kirurgi i 1997. Eksperimentet ble utviklet for å teste levedyktigheten til voksende vev for senere transplantasjon til humane pasienter. Og bare i fjor fikk menneskelige barn i Kina som lider av en genetisk defekt kalt mikrotia, som forhindrer det ytre øret fra å vokse ordentlig, nye ører som er dyrket med sine egne celler - en lignende prosess som å vokse “øret” på øremus.
Vacanti-musen med et menneske-øreformet stykke brusk som vokser ut av ryggen. (Wikicommons under Fair Use) Musen med et menneskelig øre på ryggen kan ha vært en av de mer bisarre og visuelt foruroligende eksperimentene som ble utført på en gnager, men mus har blitt brukt til vitenskapelige eksperimenter siden rundt 1902, da en finurlig og driftig oppdretter ved navn Abbie EC Lathrop anerkjente dyrenes potensial for genetisk forskning. Den første bruken av rotter i eksperimenter startet enda tidligere, med poster fra 1850-tallet. Forskere kjøpte fagene sine fra profesjonelle oppdrettere kjent som "rottefan", som verdsatte skapningene som kjæledyr for sine unike kåper og personligheter. I flere tiår er laboratorierotter og mus brukt for å gjøre store vitenskapelige og medisinske fremskritt, fra kreftmedisiner og HIV-antiretrovirale midler til den årlige influensavaksinen.
Labmus - oftest av artene Mus musculus, eller husmus - er biomedisinske sveitsiske hærkniver, med genom som lett kan manipuleres for genetiske studier. Fysiologien i menneskekroppen blir imidlertid nærmere etterlignet i Rattus norvegicus, eller Norges rotte , og dens forskjellige stammer. Rotter er også lett å trene og passer perfekt for psykologiske eksperimenter, spesielt med tanke på at deres nevrale nettverk ligner så godt på våre egne. (På 1950- og 60-tallet bemerket for eksempel forskere som studerer nysgjerrighetens biologiske grunnlag at labrottene, blottet for noen annen stimulans eller oppgave, foretrekker å utforske de ukjente delene av en labyrint.)
Rotter er også mye større enn mus og har tykkere haler og tryllere snuter. Men det er egenskapene som deles av mus og rotter som gjør dem til både gys i byen og de perfekte vitenskapelige marsvinene, så å si.
"De formerer seg raskt, de er sosiale, de er tilpasningsdyktige, og de er altetende, så de vil spise stort sett hva som helst, " sier Manuel Berdoy, en zoolog fra Oxford University. I tillegg tillater gnagernes reduserte størrelse relativt enkel lagring i laboratorier, og deres felles evolusjonsrøtter med mennesker betyr at artenes genom overlapper overveldende.
Som et resultat har gnagere alt annet enn overtatt laboratoriene våre, og utgjør nesten 95 prosent av alle laboratoriedyr. I løpet av de siste fire tiårene har antallet studier med mus og rotter mer enn firedoblet seg, mens antallet publiserte artikler om hunder, katter og kaniner har holdt seg ganske konstant. I 2009 var mus alene ansvarlige for tre ganger så mange forskningsartikler som sebrafisk, fruktfluer og rundorm sammen.
Studier med gnagere tar for seg alt fra nevrologi og psykologi til medisiner og sykdommer. Forskere har implantert elektronikk i musen hjerner for å kontrollere bevegelsene deres, gjentatte ganger testet de vanedannende egenskapene til kokain på mus, gitt elektriske sjokk til gnagere som en negativ stimulans, implantert menneskelige hjerner i museskaller og sendt mus og rotter som skurrer gjennom uendelige labyrinter av tester . NASA holder til og med labmus ombord på den internasjonale romstasjonen for eksperimenter i mikrogravitasjon.
For alt det labmus og rotter har hjulpet mennesker med å oppnå, skjer den daglige opplevelsen av dyrene stort sett utenfor det offentlige øye. Men levetiden til laboratoriegnagere kan være nøkkelen til å forstå og forbedre deres rolle i løpet av vitenskapelig oppdagelse.
Forskere må fullføre dyrehåndtering og etisk trening før de får lov til å jobbe med forsøksdyr, selv om reglene varierer avhengig av hvor eksperimentet finner sted. Mens kanadiske og europeiske forskere blir overvåket av et nasjonalt styringsorgan, varierer reglene i USA etter institusjon med litt overordnet veiledning fra National Institute of Health. (Den amerikanske dyrevelferdsloven, som beskytter de fleste dyrene som brukes til forskning, utelukker mus og rotter.)
De fleste universiteter tilbyr et opplæringskurs om hvordan man skal håndtere dyrene på en måte som best reduserer stress og lidelse. Beste praksis har blitt oppdatert gjennom årene for å gjenspeile en endret forståelse av gnagere og deres behov. Etter at en studie fra 2010 publisert i Nature viste at håndtering av rotter ved halen forårsaker mer angst enn å lede dyrene gjennom en tunnel eller løfte dem med kuppede hender, forlot laboratorier rundt om i verden den tidligere vanlige teknikken.
Forskere som ønsker å eksperimentere med gnagere er pålagt å fylle ut en detaljert søknad som forklarer hvorfor arbeidet krever dyrefag. Applikasjonene bedømmes ut fra et rammeverk kjent som de tre R-ene : å redusere antall dyr som brukes, erstatte bruken av dyr når det er mulig, og foredle eksperimentene for å forbedre dyrevelferden.
"En rotte eller mus er ikke et prøverør på bena, " sier Berdoy. Boligforholdene for gnagere har for eksempel blitt et raison d'etre for talsmenn for dyrevelferd. De fleste labmus blir oppbevart i bur av størrelse med skoeske (for rotter er plassen omtrent fordoblet) med noen få pipete følgesvenner. Og selv om det å ha medgnagere tilfredsstiller dyrenes sosiale behov, mangler de fleste laboratorieboliger noen form for miljøberikingsobjekter å okkupere fagene. Størrelsen på innesperringene deres betyr også at de er begrenset fra naturlig oppførsel som å grave, klatre eller til og med stå rett opp.
Selv om labmus og rotter på dette tidspunktet er genetisk forskjellige fra de ville kollegene, beholder de mange av de samme instinktene. Å undertrykke disse behovene kan forårsake unødig stress på dyrene og kompromittere vitenskapelige funn. Berdoys film, The Laboratory Rat: A Natural History, beskriver hvordan laboratorierotter som ble sluppet ut i naturen oppførte seg og interagerte på lignende måte som deres ville forfedre. Forskere, mener han, bør vurdere arten av rotter når de utformer eksperimenter for å oppnå best mulig resultat. "Hvis du skal gjøre eksperimenter, " sier Berdoy, "må du gå med biologisk korn i stedet for mot det."
En laboratorierotte med et hjerneimplantat som ble brukt til å registrere neuronal aktivitet in vivo under en bestemt oppgave (diskriminering av forskjellige vibrasjoner). Forskeren mater rotte-eplejuicen gjennom en pipette. (Anna Marchenkova via Wikicommons under CC BY 4.0) I noen tilfeller har man allerede observert virkningene av å gå mot det biologiske kornet. Mens den genetiske homogeniteten til laboratoriegnagere er med på å fjerne distraherende variabler fra fokuserte eksperimenter, kan det også, mer subtilt, være skjeve vitenskapelige resultater. I en studie fra 2010 om virkningene av intermitterende fastende dietter, observerte Mark Mattson, sjef for laboratoriet for nevrovitenskap ved National Institute of Aging, at de positive nevrologiske virkningene som "metabolske sykelig" lab rotter avledet fra kostholdsregimet ikke oversatte til sunne, aktive mennesker. Resultatene gjaldt bare for "sofa potet" critters i et "bubble boy type scenario der ... immunforsvaret deres ikke blir utfordret med forskjellige virus eller bakterier." Som Mattson kortfattet bemerker, "Det du oppdager kan ikke reflektere et sunt dyr."
Med andre ord, bruk av statiske, homogene, skjermede dyr er kanskje ikke alltid den beste måten å oppnå det endelige målet med å bruke laboratoriegnagere: å bedre forstå og i noen tilfeller kurere menneskekroppen og sinnet.
Generelt er ikke prosessen med å overføre et eksperiment fra gnagere til mennesker tilfeldig. Foruten papirarbeidene, må nye medisiner testes på to forskjellige dyr - et lite, som en mus eller rotte, og deretter et stort, vanligvis en gris, hund eller primat - før de går over til menneskelige forsøk. I følge den farmasøytiske forskningen og produsentene i Amerika, er det bare en av hver 250 forbindelser som er testet på dyr, som flytter til mennesker. For de som skal godkjenne, tar hele prosessen vanligvis 10 til 15 år.
Selv etter den lange veien til menneskelige forsøk, fungerer ikke mange medikamenter og prosedyrer som fungerer på mus og rotter på mennesker. Gnagernes livsstil for "sofapotet" kan påvirke resultatene, eller kanskje gir de små forskjellene mellom rotter, mus og menneskelige genom forskjellige responser på medisiner. I Alzheimers studier er mus og rotter for eksempel kunstig gitt en tilstand som ligner sykdommen fordi de ikke utvikler den naturlig.
Når et medikament ikke fungerer, er resultatene ofte skuffende og kostbare, men noen ganger kan feil være tragiske. Thalidomide, et medikament som ble brukt til å behandle morgensyke i 1950- og 60-årene, forårsaket deformiteter hos menneskelige babyer til tross for at de ble testet med hell og ufarlig i rotter. Legemidlet brytes mye raskere ned hos rotter, og embryoene deres har mer antioksidantforsvar mot det nastier bivirkninger. I mange tilfeller forblir imidlertid årsakene til et mislykket stoff mystiske.
“Dette er et av spørsmålene som er kjernen i medisinsk forskning. Ingen har et godt svar på det, og det kan ikke være noe godt svar på det, sier Richard Miller, professor i patologi ved University of Michigan. "Det er nok suksesshistorier til at folk er optimistiske, men ikke alt som vil fungere i dyrene, vil fungere i mennesker."
Hvorvidt et eksperiment vil lykkes, kan være usikkert, men en ting er alltid garantert: laboratoriegnagernes død. Kroppstellingen er uunngåelig; anslagsvis 100 millioner labmus og rotter blir drept hvert år i amerikanske laboratorier av hensyn til vitenskapen. Mens noen av kroppene blir kreativt ombrukt som snacks for fugler i helligdommer, er de fleste frosset og brent sammen med resten av det biologiske avfallet.
Rotter og mus som brukes i aldringsstudier lever ofte ut sitt naturlige liv, men de fleste labgnagere avsluttes ved slutten av en studie. Noen blir drept via dødelig injeksjon eller halshugget med strenge retningslinjer for å redusere smerte og lidelse, men oftest blir de kvalt i bur med karbondioksid.
I en tid har CO 2 blitt ansett som den mest etiske enden av livspraksis for disse labdyrene, men Joanna Makowska, adjunkt ved University of British Columbia og Lab Animal Advisor for Animal Welfare Institute, mener det er en bedre måte. Karbondioksidforgiftning etterligner hun følelsen av å renne ut når du holder pusten under vann, noe som forårsaker unødig frykt og angst. “Det er ikke en god død. Anestesi er mer human, men folk gjør egentlig ikke det fordi karbondioksid er mer praktisk og billigere. "
Generelt mener Makowska at forskere bør gjøre mer av en innsats for å oppfylle "reduksjonsprinsippet" for de tre R-ene . "Det burde virkelig være den første R, " sier hun. På Harvard laget forskere et organ på en brikke for å hjelpe med å studere medisiner og modellere sykdom uten å bruke dyrepersoner. Forskere har til og med utviklet datamaskinalgoritmer basert på tusenvis av dyreforsøk som nøyaktig kan forutsi hvordan vev vil reagere på visse forbindelser.
Men disse fremskrittbaserte fremskrittbaserte fremskritt fra labben har ennå ikke tatt fart, og antallet studier som bruker dyrene fortsetter å vokse. Og mens dyrs rettighetsgrupper vil øke helvete over behandlingen av våre andre lodne venner, har Lab Rat-rettighetskampen ennå ikke gjort noe plask.
"Jeg tror det kommer ned på hvor mye vi liker dem, " sier Makowska. ”Folk investerer mye mer i ikke-menneskelige primater. Når det gjelder hunder og katter, har vi forhold til disse dyrene. Det er mye mer sannsynlig at vi erkjenner at de lider. ”
Tross alt, hvis en mus eller rotte slipper unna laboratoriet til gatene i byen, regnes det som en skadedyr; hvem som helst kan drepe det med straffrihet.
