Umírají pro nás aneb Zvířata z laboratoře, která pomáhají zachraňovat životy

Do ucha jí vědec Ondřej Novák z oddělení neurofyziologie sluchu Ústavu experimentální medicíny Akademie věd ČR pouští zvuky různé výšky a intenzity a na monitoru počítače sleduje okamžitou reakci mozkových buněk. I díky tomuto pokusu se jednou přijde na to, proč ve stáří člověk ztrácí sluch a jaký lék by na to mohl zabrat.

Pokud se to zdá někomu málo a je přesvědčen, že smrt desítek myší a potkanů, kteří by se mimo laboratoř beztak nenarodili, za to nestojí, mám jiný argument.

Jen za posledních deset let se týmu pod vedením ředitelky ústavu Evy Sykové podařilo zjistit, jak díky kmenovým buňkám vyzrát na diabetickou nohu a zachránit pacienta od amputace, jak zkusit zahojit poškozenou míchu nebo jak prodloužit život pacientům s amyotrofickou laterální sklerózou, smrtelnou chorobou, při které postupně ochrne celé tělo, až se člověk udusí.

„Ne, pokusy mi nikdo nevyčítá, naopak pacienti volají, jestli už máme dost výsledků práce se zvířaty, abychom mohli zkoušet na nich. Dokonce se do experimentů sami nabízejí s tím, že už nemají co ztratit, že s nimi můžeme udělat cokoliv. Jenže pokusy na lidech neexistují,“ upozorňuje profesorka Syková a dodává, že i experimenty na zvířatech nabraly od 60. let, kdy začínala, jiný, humánnější směr.

Na rozdíl od koček, na kterých se tenkrát testovala bolest, už dneska zvířata v laboratoři zpravidla netrpí. V případě, že se jim kvůli pokusu musí například přerušit mícha, udělá se to chirurgicky pod narkózou a s následnou pooperační péčí, včetně podávání antibiotik a léků tlumících bolest. Potkan ochrnutý na zadní část těla má k dispozici vodu i žrádlo tak, aby se k nim bez problémů dostal.

Koneckonců zvíře, které je součástí dlouhodobého experimentu, má pro vědce hodnotu i desítek tisíc korun a musí přežít minimálně několik měsíců, aby byly viditelné výsledky, takže není divu, že se s ním zachází jako v bavlnce.

Do jedné z místností, kde se hlodavci adaptují, než na ně přijde řada, mě doprovází Miroslava Anděrová, vedoucí oddělení buněčné neurofyziologie.

„Každé terárium je napojeno na samostatnou výměnu vzduchu a piliny přestýláme ve speciálním boxu, kde se dá všechno sterilizovat UV lampou. Čistotu vody z kohoutku průběžně testujeme a někdy ji přikyselíme, aby zvířatům chutnala. Používáme běžné krmivo pro hlodavce ve formě tvrdých pelet.“

Jinde jsou zase myši, které mají, jednoduše řečeno, vypnutý nebo naopak přidaný nějaký gen. Tato geneticky modifikovaná zvířata jsou laboratorním trendem posledních let, protože dokážou posloužit jako model nejrůznějších onemocnění - počínaje cukrovkou a konče Alzheimerovou či Parkinsonovou chorobou. Až dospějí, začnou mít stejné příznaky jako lidský pacient.

Mají také svou cenu, několik tisíc korun, ke které je nutné přičíst náklady na dopravu ze zámoří ve výši kolem 30 tisíc v případě chovného páru. Nehledě na to, že pro efektivitu experimentu je potřeba, aby se nejméně deset myší dožilo jeho konce, a tím pádem jich musí být v zásobě opravdu hodně.

„Mají tady lepší klimatizaci, než máme my v laboratoři,“ usmívá se Miroslava Anděrová v myší ubytovně, jejíž chod se řídí podle příslušného zákona - šestkrát za hodinu se vymění vzduch, aby nebyl cítit čpavek z moči, udržuje se teplota 20 až 22 stupňů a vlhkost 40 až 50 procent, po dvanácti hodinách se střídá světlo a tma. Terária se uklízejí dvakrát týdně.

Na některých je možné vidět růžovou cedulku s oznámením, že se narodila mláďata, což zrovna u myší není nic výjimečného. Odchovem mladých, kteří podědili modifikované geny, se dají ušetřit slušné peníze.

Kromě toho, že se můžou snadno geneticky modifikovat, nemají myši pro práci v laboratoři žádné zásadní výhody. Jsou příliš malé a dožívají se nízkého věku. Ale protože se rychle množí, vždycky se na nich dobře testovaly nové léky.

„Vezme se třeba padesát myší, na kterých se zkoumá dávkování. Zkoušejí se různá množství až do chvíle, než zvířata uhynou, aby se zjistilo, jaká dávka už je smrtelná,“ vysvětluje Eva Syková.

Její tým ale stejně nejvíc dělá na potkanech, zvlášť v moderní době, kdy do hry vstupují kmenové buňky, kterými se dá léčit například přerušení míchy po úrazech. „V narkóze potkanovi do míchy vsuneme dlouhý katetr s nafouknutým balónkem, který na pět minut stlačíme. Tím mu přivodíme podobné zranění, jako když člověk po hlavě skočí do mělké vody.”

„Několik mladíků, kteří špatně dopadli, když se takhle předváděli po oslavě maturity, máme v naší klinické studii. Na Vánoce mi posílají ústy malované pohledy, jak sní o tom, že se jednou dostanou na vozík, což je pro pacienta s poraněním míchy úžasné štěstí.”

„Může se přemisťovat, podat si ze stolu hrneček a třeba i založit rodinu. Jakmile je ale ochrnutý od krku dolů a hlavu má přitom v pořádku, tak to je přece strašlivé. Není divu, že po nás chce léčbu. Někteří sice ústy ovládají i počítač, ale co je to za život, že?“

Ale zpátky k potkanům, kteří přispěli k tomu, že jsme v léčbě poraněné míchy zase o kus dál. Když vědci vložili hlodavcům do poškozeného místa hydrogelový most osázený kmenovými buňkami, nervová spojení se časem obnovila a potkan začal znovu běhat.

Jestli to bude fungovat i u lidí, se zatím prověřuje. Stejně jako účinek kmenových buněk v případě amyotrofické laterální sklerózy, kdy se u geneticky modifikovaných myší prokázalo, že nemoc se sice nevyléčí, ale zpomalí se její průběh.

„Tato choroba postihuje i aktivní lidi před padesátkou, pro které to je jako blesk z čistého nebe. Nejprve mají poruchy motoriky, později polykání, mluvení a nakonec dechu. Všechno proběhne v rozmezí od dvou do pěti let od zjištění diagnózy. To, co se nám povedlo u myší, kterým jsme vpichovali kmenové buňky přímo do mozkomíšního moku, může být u lidí ještě lepší, nebo to taky nemusí zabrat vůbec,“ nedělá si předčasné naděje u klinického testu dvanácti pacientů profesorka Syková.

Ondřeji Novákovi z úvodu tohoto článku trvalo dvě hodiny, než hlodavce uspal, se zatajeným dechem sundal z mozku tvrdou plenu viditelnou jen pod mikroskopem, odhalil sluchovou kůru a připravil všechno potřebné pro svůj experiment. Teď po očku stále sleduje monitor životních funkcí zvířete a pochvaluje si, jak skvěle se mu daří dýchat.

Protože používá téměř láskyplná slova jako myška nebo ouško, snadno tomuto mladému absolventovi Matematickofyzikální fakulty UK uvěříte, že mu zabíjení zvířat nečiní žádné potěšení. Stejně jako jakýkoli jiný pracovník Ústavu experimentální medicíny to navíc nedělá samoúčelně.

„Snažím se přijít na kloub tomu, jak sluchová kůra zpracovává informace, a díky speciálnímu mikroskopu se můžu podívat až milimetr hluboko,“ vysvětluje zapáleně před obrazovkou svého počítače, na kterém mi ukazuje dobře viditelné nervové buňky. Při podobných pokusech se mimo jiné zjišťuje vliv akustického traumatu nebo vliv stárnutí na sluch.

„Chceme se dozvědět, které buňky při tom nejvíc trpí, a postupně najít látku, která by je ochránila,“ říká Ondřej Novák s tím, že na vývoji potenciálních léků spolupracují s italskou laboratoří. V praxi to znamená, že kromě bezbolestné smrti při jednorázových pokusech je největší újmou pro laboratorní zvířata na tomto oddělení úlek z mimořádně silného zvuku. Jak připomíná vedoucí oddělení neurofyziologie sluchu Josef Syka, experimenty s ohlušováním mají svůj význam také v porodnictví, konkrétně v péči o nedonošené děti.

„Naše pokusy na potkanech ukazují, že vyvíjející se organismus je na hluk velmi citlivý. Podobně u člověka, pokud jsou inkubátory příliš hlučné, můžou do konce života ovlivnit kvalitu sluchu nedonošeného dítěte, protože v té době jeho sluchový systém ještě dozrává.“

Vlastně by se našla ještě jedna věc, která by hlodavcům, konkrétně potkanům, mohla vadit. Při pokusech, kdy mají mačkáním páček reagovat na různé zvuky, totiž mají k dispozici jen 90 procent normálního množství potravy. Dělá se to kvůli motivaci - za splněný úkol dostanou žrádlo.

„Mnoho žen se přece trápí hladem ještě víc, takže to pro naše potkany není žádná katastrofální újma,“ komentuje to se smíchem profesor Syka a připojuje postřeh navíc:

„Zvířata, která byla takto vyhladovělá, žila dlouho. Místo aby za dva roky zemřela, tak tady byla minimálně další půlrok. Začali jsme se pídit, čím to je, až jsme zjistili, že už ve 30. letech minulého století byla popsána tzv. kalorická restrikce, která vede u některých druhů zvířat k mimořádnému prodloužení věku.“

Pomůžou nám pokusná zvířata vyzrát i na jednoho z největších strašáků všech seniorů, Alzheimerovu chorobu, které bude s prodlužující se délkou života přibývat a která se zatím nedá vyléčit?

I na tuto otázku hledá odpověď tým pod vedením Evy Sykové. Takzvaným alzheimerovským myším, u nichž se nemoc projeví už kolem třetího měsíce života třeba tím, že nenajdou cestu z bludiště, podávají - jak jinak - kmenové buňky.

Paměťové schopnosti po prodělané mrtvičce naopak testují na potkanech, kteří mají mozek podobný tomu lidskému. Nejprve zvířeti, opět v anestezii, ucpou cévu v mozku krevní sraženinou.

„U pokusných modelů je důležité, abychom to udělali podobně, jako se to stává u člověka. A mozek potkana má k tomu lidskému hodně blízko. Je překvapivé, že se liší v relativně malém počtu genů, navíc potkani jsou velmi inteligentní.“

Slova ředitelky Ústavu experimentální medicíny potvrzuje jeho pracovnice Miroslava Anděrová, která na potkanech zkoumá právě následky mrtvice. „Stačí, když uvidí bílý plášť, a už se mají na pozoru. Ví, co je čeká, a mohli by kousnout, proto jim nedáváme injekce opakovaně,“ říká vědkyně.

Ohledně mentálních schopností potkanů má profesorka Syková svou teorii. „Línější zvířata, která se někde pasou, nemají mozkové funkce vyvinuté tak perfektně jako takový potkan, který se musí dost starat, aby přežil a rozmnožoval se.“

V případě, že se potkan dostane do takzvaného obohaceného prostředí, tedy do větší klece s hračkami, prolézačkami a případně dalšími potkany, je schopen se toho naučit opravdu hodně. „Nejinteligentnější jsou ti strakatí, černobílí. Měla jsem známého slavného anglického profesora, který ve své pracovně nechal běhat pět potkanů. Bylo jich všude plno. Na stole i na knihovně, kde dělali bobky. On je spokojeně pozoroval, jak jsou chytří a co všechno zvládnou,“ líčí svůj zážitek z ciziny Eva Syková.

Někdo může laboratorní zvířata litovat, někdo proti pokusům na nich i protestovat, ale nic nezmění na tom, že nebýt zvířat ve službách vědy, neměli bychom dneska inzulín ani penicilín.

„Je to nutná daň za to, když nechceme vidět, jak lidé trpí a umírají na celou řadu chorob,“ domnívá se ředitelka Ústavu experimentální medicíny Akademie věd ČR Eva Syková.