Тема 5. Методологічний інструментарій біоетики.

Експеримент (від лат. experimentum – проба, досвід) в науковому методі – метод дослідження деякого явища в керованих умовах. Відрізняється від спостереження активною взаємодією з об'єктом, що вивчається. Звичайно експеримент проводиться в рамках наукового дослідження і служить для перевірки гіпотези , встановлення причинних зв'язків між феноменами.

Існує декілька видів експерименту: фізичний, комп'ютерний, психологічний, уявний, критичний.

Фізичний експеримент – спосіб пізнання природи, що полягає у вивченні природних явищ в спеціально створених умовах. На відміну від теоретичної фізики, яка досліджує математичні моделі природи, фізичний експеримент покликаний досліджувати саму природу.

Один з видів фізичного експерименту, найбільш актуальний в контексті біоетики – досліди на тваринах.

Досліди проводяться в університетах, медичних училищах, фармацевтичних компаніях, фермерських господарствах, оборонних підприємствах і комерційних лабораторіях. Досліди відносяться до генетики, біології розвитку, етології і прикладним дослідженням типу біомедичних, ксенотрансплантації, тестування ліків, токсикологічних дослідів (зокрема тестування косметики побутової хімії). Тварин використовують для навчання студентів і в оборонних дослідженнях.

Практично всі досягнення в медицині XX століття яким-небудь чином залежали від дослідів на тваринах. Навіть щонайпотужніші комп'ютери не здатні змоделювати взаємодію молекул, кліток, органів, тканин, організмів і навколишнього середовища, що робить досліди на тваринах необхідними.

«Досліди на тваринах» часто називають «вівісекцією». Проте термін «вівісекція» буквально означає «розрізання живих істот» і історично відноситься тільки до експериментів, пов'язаних з діссекцією (розтином) живих тварин. «Енциклопедія Брітанніка» визначає вівісекцію, як «операцію на живій тварині ради експерименту, а не лікування. Ширше – будь-який експеримент на тваринах».

 

Історія дослідів над тваринами.

Найперші згадки про досліди на тваринах зустрічаються в творах стародавніх греків II і I століття до н.е. Арістотель (384-322 до н. э.) і Эразістрат (304-258 до н. э.) одними з перших провели досліди на живих тваринах. Давньоримський лікар другого століття нашої ери Гален відомий, як «батько вівісекції», практикував розтини свиней і кіз. Арабський лікар Ібн Зухр у XII столітті відпрацьовував методи хірургії на тваринах.

Тварин використовували впродовж всієї історії науки. У 1880-му році Луї Пастер довів мікробну природу деяких хвороб, штучно викликавши сибірську виразку у вівці. У 1890-му І.Павлов використовував собак для вивчення умовних рефлексів. Інсулін вперше виділили з собак в 1922-му році, що провело революцію в лікуванні цукрового діабету. 3 листопада 1957 року собака Лайка перша з багатьох інших тварин побувала на орбіті Землі. У 1970-х з використанням броненосців були розроблені антибіотики і вакцини проти лепри (прокази). У 1974-му році Рудольф Яніш створив першого генетично модифікованого ссавця, інтегрувавши ДНК з вірусу SV40 у геном миші. Ще один прорив в генетиці був зроблений 1996-му році, коли народилася овечка Доллі (перший клонований з соматичної клітки ссавець).

Клод Бернар, відомий, як «принц вівісекції», стверджував, що експерименти на тваринах необхідні для вивчення токсикології і гігієни людини.

Суперечки навколо дослідів на тваринах сходять до XVII століття. У 1655 році захисник галенічеської фізіології Едмунд О’міра та інші стверджували, що біль під час експериментів робить результати недостовірними, оскільки фізіологія тварин сильно залежить від болю. Також висловлювалися заперечення з позиції етики – про те, що благо людини не виправдовується шкодою тварині. Захисники дослідів стверджували, що досліди необхідні для прогресу в медицині і біології. Клод Бернар, відомий, як «принц вівісекції» і батько фізіології (його дружина Мері Франсуа Мартін заснувала перше суспільство антивівісекції у Франції в 1883 році) писав в 1865-му році: «наука про життя – це чудовий і що виблискують зал, потрапити в який можна тільки через велику, брудну кухню».

У 1822 році Британський парламент прийняв перший закон в захист тварин. А в 1876 році – перший закон про досліди на тваринах. Опозиція до дослідів на тваринах виникла в США в 1860-х, коли Генрі Берг заснував «Американське суспільство по запобіганню жорстокості до тварин» (ASPCA) і Американське суспільство проти вівісекції (AAVS) у 1883 році. Найбільшого успіху ці організації досягли в 1966-му році, коли в США був прийнятий закон про благополуччя тварин.

Види тварин, які використовуються в експериментах

Підраховано, що щорічно в світі використовується 50-100 мільйонів хребетних тварин. Більшість тварин після застосування в дослідах усипляються. Більшість лабораторних тварин спеціально розводять, проте деяких ловлять в дикому середовищі або купують на аукціонах і в притулках. Не дивлячись на те, що безхребетних в експериментах використовується значно більше, чим хребетних, їх використання в більшості випадків ніяк не контролюється. Найчастіше використовують дрозофіл (Drosophila melanogaster) і круглих черв'яків (Caenorhabditis elegans). Тіла черв'яків містять всі відомі види тканин. На плодових мушках перевіряється величезна кількість генетичних інструментів.

Безхребетні мають перевагу порівняно з хребетними із-за короткого життєвого циклу і легкості в розведенні (у одній кімнаті можна вивчати тисячі мух або черв'яків). Проте слабо розвинена імунна система і простота органів не дозволяє використовувати їх для розробки вакцин, тому мухи найчастіше не придатні для прикладних медичних досліджень, оскільки їх імунна система сильно відрізняється від людської. Захворювання хребетних і безхребетних також сильно відрізняються.

Широко використовують хребетних тварин. Мишей використовують частіше за інших через їх невеликий розмір, низьку вартість, легкості змісту і високу швидкість розмноження. Вони широко застосовуються для вивчення спадкових захворювань людини, оскільки 99% генів мишей схожі з людськими. З розвитком технологій генної інженерії генетично модифіковані миші можуть бути створені на замовлення для вивчення широкого спектру людських захворювань. Щурів часто використовують в психологічних дослідження, тестах на токсичність і у вивченні ракових захворювань.

Із земноводних частіше за інших використовують рибу даніо-реріо і гладку шпорцеву жабу (Xenopus laevis). Кроликів-альбіносів використовують в дослідах на роздратування слизистої ока. Очі кроликів в порівнянні з іншими тваринами виділяють менше сліз, що дозволяє в сукупності з відсутністю очного пігменту у альбіносів легше побачити ефект досвіду. Кроликів також використовують для виробництва поліклональних антитіл. Кішок найчастіше використовують в неврологічних дослідженнях. Собак широко використовують в різних дослідженнях, а також для навчання студентів. Звичайно досліди ставлять на гончих, оскільки вони володіють урівноваженою психікою, і з ними легко поводитися. Собаки широко залучені в дослідження людських захворювань у області кардіології, ендокринології, кісток і суглобів, які, як правило, високо хворобливі.

Близько 65 000 приматів щорічно використовуються в дослідах в США і Європі. Людиноподібних мавп часто використовують в токсикологічних тестах, для вивчення СНІДу і гепатиту, ксенотрансплантації, процесів розмноження, неврологічних, психологічних, генетичних дослідженнях. У 2001 році була вирощена перша генетично-модифікована (трансгенна) мавпа. Трансгенні технології використовуються для пошуку способів лікування спадкових захворювань, наприклад, хвороби Хантінгтона. Мавп також використовували для розробки вакцини проти поліомеліта і методів глибокої стимуляції мозку.

Часто тварини піддаються евтаназії («усипляють») в кінці дослідження, наприклад, через необхідність подальшого розтину, або якщо в процесі експерименту страждання тварин досягли неприпустимого рівня (сильна депресія, невиліковна інфекція, нездатності їсти довше за п'ять днів) або коли вони не підходять для подальшого розведення або з інших причин.

Сфери проведення дослідів над тваринами.

Фундаментальні дослідження     полягають в дослідженні функціонування, поведінки і розвитку організму. У таких дослідженнях використовується більше тварин, ніж в прикладних; велику частину тварин складають плодові мушки, нематоди, щури, миші. Приклади таких досліджень:

1.   Вивчення онтогенезу і біології розвитку. Створюються мутанти шляхом впровадження транспозонів в геноми або генетичним вицеліванієм (gene targeting). По змінах, що відбуваються в результаті, вчені прагнуть зрозуміти, як організм розвивається в нормі і що може бути порушено в цьому процесі.

2.   Поведінкові досліди – для розуміння, як організми взаємодіють один з одним і навколишнім середовищем. У вивченнях функцій мозку (таких, як пам'ять і соціальна поведінка) часто застосовують щурів і птахів.

3.   Досліди по розмноженню для вивчення генетики і еволюції. Щури, мухи, риби, черв'яки піддаються інбридингу впродовж безлічі поколінь для отримання порід з певними властивостями.

Прикладні дослідження направлені на рішення специфічних і практичних проблем. На відміну від чистих досліджень, прикладні частіше проводяться у фармацевтичній галузі або університетах комерційних товариств. Дослідження можуть включати застосування тварин для вивчення хвороб; це може бути раннім етапом в розробці ліків. Приклади:

1.   Генетична модифікація тварин для імітації певних випадків типу спадкового захворювання, наприклад – хвороби Хантінгтона. У інших випадках імітуються складні, багатофакторні захворювання з генетичними компонентами (діабет, рак). Таке моделювання дозволяє зрозуміти процес і причини розвитку хвороб, а також розробляти і випробовувати нові ліки.

Переважно використовуються різні миші, оскільки генетичні модифікації найефективніше діють на них. Менше застосовують щурів, свиней, овець, птахів, риб, амфібій.

2. Вивчення природно виникаючих захворювань і умов. Певні тварини мають природну схильність до деяких умов, що і людина: кішки застосовуються для розвитку вакцин від вірусу імунодефіциту і вивчення лейкемії, деякі породи собак можуть страждати від нарколепсії, броненосці можуть хворіти на лепру, і, оскільки бактерії, що викликають це захворювання, поки не можуть бути вирощені штучно, броненосці є їх джерелом для отримання вакцини.

3. Вивчення тварин з викликаними розладами. У тварини викликається захворювання з симптомами і патологією, відповідною людському. Серед подібного – припинення потоку крові в мозок для провокації інсульту, введення нейротоксинів для виклику пошкоджень, схожих з ними при хворобі Паркінсона.

Ксенотрансплантація включає трансплантацію тканин, органів від одного вигляду до іншого, щоб подолати брак людських органів для трансплантації. Поточні дослідження займаються трансплантацією органів генетично модифікованих свиней приматам для зменшення ними імунного відторгнення свинячих тканин.

Токсикологічні досліди (досліди на безпеку) проводяться фармацевтичними компаніями, що тестують медикаменти, або контрактними закладами по дослідах на тваринах. Досліди проводяться без анестезії, оскільки взаємодія препаратів може вплинути на знешкодження тваринами речовин, отже – на результати. На тваринах тестують кінцеві продукти, такі як лікарські засоби, харчові добавки, пестициди, пакувальні матеріали, освіжувачі повітря. У більшості дослідів тестують інгредієнти продукту.

Шляхи введення під час експериментів можуть бути різні: речовини наносять на шкіру або очі, вводять внутрівенно, підшкірно або внутрішньом'язово; інгаліруют за допомогою маски або цілого приміщення; вводять в шлунок зондом або з їжею. Досліджувані препарати можуть давати як одноразово, так і безліч разів, аж до прийому протягом всього життя тварини.

Медикаменти і харчові вироби тестують особливо ретельно. Деяке число тестів проводиться за менш, чим місяць (називаються «гострі»), від 1 до 3 місяців (підхронічні) або більш (хронічні) для визначення загальної токсичності (пошкоджень органів), роздратування шкіри і очей, мутагенності, канцерогенності, тератогенності, дії на функції розмноження. Вартість повного проведення (до 3-4 років) дослідів може складати декілька мільйонів доларів за речовину.

Ці досліди в США включають перевірку загальної токсичності, роздратування шкіри і очей, мутагенності і світлотоксичності. Вони заборонені в Нідерландах, Бельгії і Великобританії; у 2002-му ЄС зібрався поступово вводити майже повну заборону продажу косметики, випробуваної на тваринах, в ЄС з 2009 і на пов'язані з цим досліди. Франція, будинок найбільшої косметичної компанії – L’Oreal, подала справу до Суду Європейських співтовариств на відміну заборони. Європейська федерація косметичних інгредієнтів, представлена 70 компаніями в Швейцарії, Бельгії, Франції, Німеччині і Італії, теж виступила проти нього.