Как крысы помогают человеку

В виварии Института цитологии и генетики СО РАН сейчас идёт большой ремонт. Во время пресс-тура журналистам рассказали, в каких условиях содержатся лабораторные животные, как наблюдение за грызунами помогает развивать науку.

Новый дом

– Строительство нового модуля началось в 2019 году, – рассказал заведующий Центром коллективного пользования «Виварий конвенциональных животных», кандидат ветеринарных наук Василий Напримеров. – Параллельно проводился масштабный ремонт помещения бывшего химсклада. Чтобы избавиться от специфического запаха, пришлось снять со стен штукатурку. Теперь здесь расположены технические помещения, в том числе гардероб, душевая комната, моечная и другие.

В новом модуле обустроят кабинеты для лабораторных исследований: поведенческую комнату, комнату содержания животных, временной передержки, просторную операционную с большим столом, процедурный кабинет. Окончательный переезд планируется не ранее лета.

Сейчас в виварии проходит эксперимент, при котором лабораторных животных нельзя беспокоить. Обитателей здесь около 7 тысяч – мыши и крысы. Самые необычные из них – каирские мыши.

– Если взять их за хвост, он отпадёт, но, в отличие от ящериц, эта мышка не способна отрастить новый, – рассказывает Василий Анатольевич. – Если ущипнуть грызуна, отпадёт кусочек шкурки, но кожный покров вскоре восстановится без рубцов и шрамов.

Интересны и хомячки Кэмпбелла. У них отец принимает участие в выращивании потомства. Если самка погибает, у самца начинает функционировать определённая железа, выделяется молокоподобное вещество, и он сам выкармливает малышей.

Учёный показал и лабораторных быстростареющих крыс, у которых возрастные изменения проходят вдвое быстрее, чем у обычных. На зверьках проводятся исследования развития катаракты и глаукомы. Их рассматривают как модель протекания болезней Альцгеймера и Паркинсона. Также в виварии есть крысы с каталепсией и сахарным диабетом второго типа.

Крысы-гипертоники

Журналисты смогли увидеть и прибор для изменения давления у грызунов. Крыса помещается в прозрачный или проволочный цилиндр, ограничивающий движения, наружу выводится хвост, на который надевается манжетка. Так изменяется верхнее артериальное давление. Нижнее высчитывают по специальной формуле, зная пульс животного.

– Гипертония изучается уже давно. В механизмы поддержания этого заболевания у человека бывают вовлечены разные отделы головного мозга, почки, сосуды, и эти процессы регулируются в организме большим количеством веществ, химических реакций и нервных импульсов, – рассказывает научный сотрудник лаборатории, кандидат биологических наук Алиса Серяпина.

Врачу важно определить, что именно является причиной повышения давления в каждом конкретном случае. Поэтому проводятся обследования, назначаются анализы. И даже тогда подбирать лекарства приходится путём проб и ошибок. Вот если бы можно было сделать это по каким-либо определённым показателям крови и мочи! Над этой проблемой и работают учёные, проводя исследования на лабораторных крысах линии НИСАГ (с наследственной стресс-индуцированной артериальной гипертонией) и контрольной линией крыс.

Для этого животных на какое-то время помещают в специальные метаболические боксы. Испытуемые одинаковы по весу, возрасту и размеру, отличаются только по уровню артериального давления. Устройство клетки таково, что можно определить, сколько корма в сутки съела каждая особь, а сколько просыпала, какой объём воды выпила, а какой пролила. Конструкция позволяет собирать мочу, кал и потом отправлять их на анализ, чтобы узнать, каково потребление соли и нормально ли функционируют почки.

– Надеемся, что нам удастся найти определённые концентрации веществ, которые отличают наших крыс-гипертоников от нормы. И тогда мы сможем предположить, что именно эти вещества вовлечены в процесс развития гипертонии, – объясняет Алиса Алексеевна.

В дальнейшем результаты исследований можно будет рассматривать применительно к человеку, быстрее диагностировать причину гипертонии и подбирать препараты.

Грызун в стрессе

В ИЦиГ СО РАН была создана линия крыс, у которых давление повышается под влиянием мягких стрессовых факторов (например, после того, как их помещают в тесную клетку). Подобные реакции могут встречаться и у людей. Известно такое явление, как «гипертония белого халата», когда у пациента поднимается давление в кабинете врача. В нормальном же состоянии кровяное давление регулируется рефлекторно.

Сотрудники лаборатории генетики стрессреактивности при артериальной гипертонии пытаются понять, какие генетические механизмы «включаются» под действием эмоционального стресса у гипертензивных крыс с повышенной стресс-чувствительностью.

Исследования проводятся на средства гранта Российского научного фонда. В течение трёх лет планируется получить данные о генах, отвечающих за склонность к повышению артериального давления в ответ на стресс. Далее предполагается разработать рекомендации клинического характера.

Сто дружелюбных поколений

Полсотни лет учёные лаборатории эволюционной генетики ИЦиГ СО РАН проводят эксперимент по выведению ручных крыс, начатый ещё академиком Дмитрием Беляевым. Позднее аналогичным образом были выведены и крысы-агрессоры. Сейчас получено уже сотое поколение «добродушных» грызунов.

– При отборе на ручное поведение внешний облик животного с каждым поколением меняется, – рассказывает младший сотрудник лаборатории эволюционной генетики Римма Кожемякина. – Например, у лис при доместикации появляется пегость, закручивается хвост, изменяется форма ушей. У наших ручных крыс появляется белое пятно на брюшке.

При появлении человека в помещении «агрессоры» прижимаются к дальней стенке клетки, а если он приблизится к решётке, зверьки бросаются на неё с угрожающим визгом. «Добряки», наоборот, собираются у решётки и с интересом смотрят на человека, требуя внимания. Их можно без опасений взять в руки или посадить на плечо.

По-разному «агрессоры» и «добряки» ведут себя и по отношению к сородичам.

– В клетку к самцу подсаживали «гостя» того же веса, возраста и размера, что и «хозяин», – рассказывает Римма Кожемякина. Агрессивный самец сразу бросался на чужака. В той же ситуации «добродушный» при появлении «гостя» распушал подшёрсток, чтобы казаться больше и дать знать, кто здесь главный. До открытого проявления агрессии в этом случае не доходило.

Учёные изучают влияние окситоцина на агрессивное поведение. Считается, что этот гормон у людей подавляет агрессию и снижает тревожность. Когда его ввели, у злых крыс уровень агрессии снизился до показателей ручных сородичей, а вот добрые стали агрессивнее. Но эффект был краткосрочный. Исследователи пытаются выявить генетические факторы, которые влияют на формирование агрессивного или дружелюбного поведения у крыс, чтобы потом их интерпретировать и для человека.

Елена ПАНФИЛО

На фото автора: Римма Кожемякина