Животные использовались для изучения здоровья, болезней и смерти людей на протяжении веков — начиная примерно с 350 года до нашей эры, когда первые известные медицинские стандарты были разработаны путем экспериментов на свиньях. Позже, в 19 веке, эксперименты на животных приобрели научный статус для создания вакцин.
Вакцины стали неотъемлемой частью программ здравоохранения в большинстве стран мира для борьбы с возникающими или возобновляющимися заболеваниями. Цель вакцины — стимулировать иммунный ответ в организме. Вакцины вырабатывают антитела к определенным заболеваниям, укрепляют здоровье и предотвращают вспышки болезней.
Большинство вакцин были разработаны с использованием мелких животных, таких как грызуны, в качестве испытуемых, но изучение и тестирование более крупных животных также стало обычным явлением, поскольку тестирование реакции более крупных видов помогает ученым определить потенциальный эффект у людей. Это некоторые виды животных, которые использовались при разработке вакцин для здоровья человека.
8. Лошади
Лошади часто используются в качестве моделей для тестирования человеческих вакцин, особенно тех, которые предназначены для пожилых людей, из-за долголетия животных, но их использование в этом отношении ограничено. Тем не менее, исследования вакцинации лошадей привели к важным разработкам для людей, включая модифицированную живую, чувствительную к температуре интраназальную вакцину против гриппа, живую аттенуированную вакцину против вируса Западного Нила и вакцину на основе ДНК Западного Нила, а также вакцину против вируса Хендра.
7. Морские свинки
Есть причина, по которой в просторечии испытуемых и добровольцев называют «морскими свинками» — их часто используют для производства и тестирования вакцин, а колонии разводят специально для научных исследований. Доказано, что они являются отличными моделями бактериальных инфекций, таких как анаэробная подвижная грамположительная бактерия, почвенная бактерия, вызывающая черную ножку у людей и животных.
Морские свинки также использовались в 1980 году для тестирования ранних форм вакцины от Эболы, одной из самых смертоносных болезней в мире с почти 90% смертностью, но в конечном итоге эта вакцина была разработана для Агентства общественного здравоохранения Канады с использованием макак.
6. Приматы
Обезьяны десятилетиями использовались в научных исследованиях, часто их разводили в неволе для производства и тестирования вакцин. Разработка вакцины против вируса Зика, которая сейчас находится на второй фазе клинических испытаний, была создана с использованием яванских макак. Выведенные в неволе, эти обезьяны имели меньше вирусных инфекций, чем пойманные приматы, и обеспечивали чистые культуры клеток, которые можно было выращивать. Они подходили для производства вирусных вакцин.
Макаки-резус также могут вырабатывать нейтрализующие антитела против штамма ВИЧ, называемого вирусом уровня 2, и, хотя вакцина еще не начала клинические испытания, ученые надеются на ее успех.
Совсем недавно макаки-резусы были подвергнуты испытаниям на разработку вакцин против COVID-19, и они доказали свою эффективность. Исследователи из Пекинской компании Sinovac Biotech дали дозы вакцины восьми макакам и три недели спустя ввели SARS-CoV-2 в их легкие, и ни у одной из них не возникло полномасштабной инфекции. Обезьян защищали вакциной, содержащей инактивированную версию вируса без явных побочных эффектов. После этого начались испытания на людях.
5. Мыши
Мышей издавна использовали для медицинских и других исследований. В настоящее время мелких грызунов используют в качестве субъектов в вакцине против рака, основанной на иммунотерапии, которая включает инъекции двух иммуностимулирующих агентов непосредственно в опухоли мышей. До сих пор было показано, что она убивает 97% этих опухолей, даже после того, как они дали метастазы и переместились в другие части тела. Она также работает с другими типами рака, такими как лимфома, молочной железы, толстой кишки и меланомы, и в настоящее время проходит клинические испытания на неходжкинскую лимфому.
Ученые также использовали мышей, чтобы проверить способность вакцины против опухолей яичников, которая нацелена на специфические белки, присутствующие в повышенных уровнях у пациентов с раком яичников. Результаты на мышах показали, что вакцины могут быть многообещающими для женщин, несущих мутации генов BRCA1 и BRCA 2, которые подвержены более высокому риску развития рака груди или яичников.
Поскольку тесты на мышах кажутся успешными, медицинские исследователи надеются в ближайшее время перейти к испытаниям на людях большего количества противораковых вакцин. Мышей также используют для тестирования вакцины, которая может устранить аллергию на арахис. Вакцина, вводимая тремя ежемесячными дозами через назальный спрей, изменяет реакцию иммунных клеток на аллергию. Исследования на мышах все еще ведутся. Пока аллергия снимается всего на две недели, и ученые надеются найти более долгосрочное решение.
4. Крысы
Как и мыши, крысы часто используются для тестирования достижений в медицине и были объектами для лечения рака в течение многих лет. Следует отметить, что крысы использовались при разработке новой вакцины под названием SurVaxM учеными из Института онкологии Розуэлл-Парк в Буффало, штат Нью-Йорк, которая использует собственную иммунную систему животного для борьбы с болезнью, повышая ее способность убивать опухолевые клетки, содержащие белок сурвивин — обнаруживается более чем в 90% случаев глиобластомы, а также других видов рака: груди и яичников, почек, лимфомы, простаты и множественной миеломы. Глиобластома встречается редко, но является очень агрессивной, и большинство диагнозов приводит к смерти в течение 15-17 месяцев, поэтому поиск способа подавления опухолей является ключом к медицинским исследованиям в этой области.
3. Овцы
Овцы часто используются в качестве крупных модельных животных при тестировании вакцин из-за низкой стоимости. Они использовались в исследованиях иммунизации слизистой оболочки против антигенов и патогенов, которые проникают через слизистые оболочки рта, носа, век, трахеи, легких, желудка, кишечника, мочеточников, уретры и мочевого пузыря.
Ягнята, вакцинированные инактивированным формалином респираторно-синцитиальным вирусом (РСВ), показали признаки заболевания, усиленного вакциной против РСВ, аналогично реакции у детей, что указывает на то, что ягнята могут быть моделями вакцины против HRSV для младенцев. Было также доказано, что овцы являются естественными моделями вируса лихорадки Рифт-Валли (RVFV), причем однократная вакцинация вызывает стерильный иммунитет у ягнят и нейтрализующие антитела, обнаруженные у вакцинированных животных.
2. Свиньи
Свиньи считаются одной из наиболее подходящих и надежных моделей для тестирования человеческих вакцин, потому что их физиология и иммунная система очень похожи — почти в восемь раз ближе, чем у мышей — с такими органами, как почки и печень, очень похожими пропорционально, по размеру и функциям на человеческие. У свиней также есть миндалины, а соотношение дермы и эпидермиса у них такое же, как у людей, что делает их жизнеспособным объектом для медицинских испытаний. Кроме того, большие размеры помета делают их привлекательными для исследователей, хотя по мере роста с ними становится все труднее обращаться и они требуют более тщательного загона.
Новорожденные свиньи могут быть инфицированы коклюшем Bordetella, которая вызывает коклюш и тяжелую бронхопневмонию, но это также делает их идеальными моделями для тестирования коклюшных вакцин. Свиньи также были моделями ротавирусных и норовирусных инфекций, а также гриппа.
1. Крупный рогатый скот
Как и овцы, крупный рогатый скот использовался в качестве моделей для вакцин против HRSV, поскольку человеческая версия вируса очень похожа на штамм крупного рогатого скота (BRSV) — оба вызывают инфекции дыхательных путей у их детенышей. Т-клетки человека и крупного рогатого скота распознают аналогичные белки в HRSV и BRS, что означает, что потенциальные вакцины можно тестировать на быках. Крупный рогатый скот также обычно используется в качестве моделей для микобактерий туберкулеза, наряду с нечеловеческими приматами.
Влияние крупного рогатого скота на вакцины выходит за рамки тестирования. Ранние бактериологи имитировали окружающую среду человеческого тела, создавая растворы сахаров, солей и мясных экстрактов, которые помогли бы выращивать бактерии и вирусы в лаборатории. Хотя многие открытия, сделанные с тех пор, касались синтетических вакцин, для некоторых все еще требуются питательные вещества, которые легче всего получить из продуктов животного происхождения, таких как сыворотка, кровь, аминокислоты и сахар.
Для производства вирусных вакцин требуются живые клетки, и их росту часто способствует эмбриональная телячья сыворотка. Иногда при приготовлении бульона используются кости или скелетные мышцы, поскольку некоторые микроорганизмы трудно вырастить без добавления продуктов животного происхождения. На протяжении многих лет это вызывало некоторую озабоченность со стороны администрации по контролю за продуктами и лекарствами, поскольку некоторые продукты, полученные из крупного рогатого скота, потенциально могут вызывать губчатую энцефалопатию крупного рогатого скота (BSE, также известную как коровье бешенство).