állatmodellek a Modern orvosbiológiai kutatásokban

a huszadik század elejére az állatmodellezés használata drámaian megnőtt, és bár egyesek még mindig megkérdőjelezték használatuk etikáját, az állatmodellezés, különösen rágcsálókban, a biológiai jelentőség bemutatásának de rigeur módszerévé vált. Azonban az összes kutatási állatok ebben az időben volt tenyésztett, és mivel az állatok használata egyre inkább kísérleti, nem pedig megfigyelési, a kutatók hamarosan értékelik a zavaró tényező a genetikai variabilitás a kutatás. Sok előremutató egyén, például William Castle, Clarence Little, Halsey Bagg és Leonell Strong erőfeszítései révén ezt a problémát egerek beltenyésztésével oldották meg addig a pontig, hogy genetikailag azonos egerek elérhetővé váltak kísérleti használatra (lásd 2.táblázat). Ez biztosította a kutatási alanyok állandó forrását, amelyek nagyon gyorsan és korlátozott változékonysággal szaporodtak alomról alomra és évről évre. Ahogy egyre több és több beltenyésztett egér – és patkánytörzs fejlődött ki, hamar felismerték, hogy a törzsek között alapvető különbségek vannak az alapvető biológiai paraméterekben, valamint az indukált és spontán előforduló betegségekre való fogékonyságban. Ezek közül sok párhuzamosan tenyésztett komplementer törzs volt, amelyek fogékony és rezisztens törzseket biztosítottak, amelyek egyébként genetikailag hasonlóak, mint például a nem elhízott diabéteszes (NOD) és a kapcsolódó törzsek.3 így a törzskiválasztás az egyik legfontosabb szempont az állatok modellezésében, különösen rágcsálóknál.

2. táblázat

legutóbbi mérföldkövek az Állatmodellezésben

évek kutató(k) mérföldkő
1902 William Castle kezdődik tenyésztési egerek genetikai vizsgálatok
1909 Clarence little kezdődik beltenyésztés egerek, hogy megszüntesse variáció
1920s Frederick Banting izolált kutya inzulin és hatékonyan kezelt diabéteszes kutyák
ca. 1930 Little and MacDowell az első teljesen beltenyésztett egér (20 testvéri párosítás)
1940-es évek John Cade tanulmányozta a lítium sók antikonvulzív szerként való alkalmazását tengerimalacokban, és eredményeit a depresszió kezelésére fordította
1976 Rudolf jaenisch et al. kifejlesztett első transzgenikus egér
1980-as évek több A HIV gyógyszerbiztonságának és adagolási rendjének átfogó tesztelése rhesusban makákók
1987 Capecchi, Evans és Smithies kifejlesztett első kiütéses egér
1997 wilmut és Campbell első állat klónozott egy felnőtt szomatikus sejt, Dolly a juh
2002 több egér Genom szekvenált
2004 több patkány Genom szekvenált
2009 Aron Geurts et al. kifejlesztett első kiütéses patkány

Ha a természetes modellek nem állnak rendelkezésre vagy megvalósíthatók, a modellfaj genomjának manipulálása lehetővé tette olyan állatok létrehozását, amelyek egyedülállóan fogékonyak vagy ellenállóak egy bizonyos fajra modell. Tehát, ahogy előrelépések történtek a genetika területén, a tudósok egyre ügyesebbek lettek az egerek még nem szekvenált genomjának manipulálására. Az 1980-as években robbanás történt ebben a technológiában a további genetikai anyagot hordozó transzgenikus egerek megjelenésével, valamint a kiütéses egerekkel, amelyekben a genetikai anyag törlődik. Az utóbbi időben az egér genomjának manipulálására való képességünk egyre kifinomultabbá vált olyan fejlesztésekkel,mint a szövetek specifikus módszerei a gének kiütésére,mint például a Cre-Lox rendszer, 4 módszer a gén transzkripció in vivo be-vagy kikapcsolására tetraciklin vagy tamoxifen által indukált rendszerek alkalmazásával, 5 és módszerek a teljes sejtvonalak in vivo azonosítására vagy eltávolítására fluoreszcens fehérje – és diftéria-toxin receptor – knockin egereken keresztül.6, 7 ezenkívül a kutatók hasonló technológiákat alkalmaztak transzgenikus patkányok,8 macska,9 kutya,10 nyúl, sertés, juh,11 kecske, szarvasmarha, csirke,12 zebrahal,13 és főemlősök,14 hogy csak néhányat említsünk. Míg a célzott génkiütések létrehozásának képessége más fajokban elmaradt, a kiütéses patkányokat 2009-ben sikeresen létrehozták az egerekben alkalmazottaktól eltérő cink-ujj nukleáz alapú technikával.15

az egér továbbra is az orvosbiológiai kutatások erőműve (lásd az oldalsáv 206.oldalát). Kétségtelen, hogy az elmúlt 25 év legfontosabb változása a laboratóriumi egér látványos eszkalációja a kutatásban, amely szembetűnő ellentétben áll a legtöbb nem rágcsáló emlős modell csökkenő szerepével (lásd az 1.ábrát). Összehasonlításképpen, a patkány használata fennsíkos, mivel a célzott genetikai manipulációk nehezebbnek bizonyultak ebben a fajban. Az első kiütéses patkányok létrehozása segíthet megmagyarázni a patkánymodell-alapú orvosbiológiai publikációk legutóbbi felbukkanását. Az egéren kívüli laboratóriumi Fajok genomjának módosításának növekvő képességével azonban az orvosbiológiai kutatások arca most megváltozik. A genetikailag alakítható fajok, mint például a sertés és a zebrahal, egyre inkább versenyeznek az egykor gyakori modellszervezetekkel, mint például a tengerimalac, a nyúl és a görény (lásd az 1.ábrát). Ezek a fontos tendenciák feltárják mind az 1) Egyes modellfajok drámai módon növekvő hasznosságát másokhoz képest, mind az 2) az állatkísérletek finomítását a lehető legalacsonyabb rendű gerincesek felhasználásával egy adott tudományos cél elérése érdekében.

Pubmed keresési eredmények megjelenési dátum szerint, 1970-től 2011-ig. Az egyes fajok Keresési kifejezései között szerepelt a tudományos név és az egyes fajok közönséges neve, kivéve, hogy egér és patkány esetében csak a tudományos nevet használták. “Nem rágcsáló emlős modellek” magában foglalja a kutya, nyúl, macska, rhesus makákó, tengerimalac, sertés, csimpánz, görény.

ezenkívül a gasztrointesztinális és a bőr mikrobiota hatásának felismerése egy teljesen új kutatási korszak – a gnotobiotikumok-születéséhez vezetett. A császármetszéses születés, a rugalmas film izolátor ketrecek és a besugárzott élelmiszerek használatával az egerek teljesen csíramentes körülmények között tarthatók, vagy egy vagy több meghatározott baktériumfajjal kolonizálhatók. Nyolc kommenzális aerob és anaerob baktérium kombinációja, az Altered Schaedler Flora (ASF) néven ismert, mint ismert bél mikrobiota.16 a teljes bélmikrobiális közösség ujjlenyomatvételének robusztus módszereinek, például a denaturáló gradiens Gélelektroforézisnek, az automatizált riboszomális Intergenikus Spacer analízisnek és a mély szekvenálásnak a legújabb fejlesztésével azonban a kutatók képesek gyorsan és megbízhatóan nyomon követni a bélmikrobiota összetételét, és ezáltal eltávolodni az olyan redukcionistább modellektől, mint az ASF. Míg a beltenyésztett rágcsáló törzsek kifejlesztése lehetővé tette a gazdagenetika ellenőrzését, addig a komplex, de meghatározott mikrobiotát hordozó kutatási állatok fejlesztése lehetővé teszi a mikrobiális genetika ellenőrzését, amelyről ismert, hogy befolyásolja a gazdaszervezet fiziológiáját. Sőt, a gnotobiotikumok nem egérfajokra is alkalmazhatók, így ez a terület valószínűleg tovább fejlődik.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.