Şoarecele avatar: cel mai bun prieten al omului

Anul acesta sărbătorim 110 de când şoarecii au început să fie folosiţi în experimente genetice. De fapt, dacă nu era episcopul Anton Ernst Schaffgotsch de Austria, care să îi interzică lui Mendel să păstreze animale în camera sa, am fi sărbătorit 160 de ani de la acest eveniment. Astfel, utilizarea şoarecilor în genetică este menţionată pentru prima dată în lucrările publicate în 1902 de biologul Lucien Cuénot, care a descoperit că legile lui Gregor Mendel se aplică nu numai la plante, ci şi la animale.

• Mințile noastre ar procesa limbajul la fel ca Inteligența Artificială
• De ce azbestul încă apare în unele produse cosmetice?

Acum, la mai bine de un secol de la acest eveniment, şoarecii au ajuns animale des utilizate în experimente de laborator. Există mai multe motive pentru care oamenii de ştiinţă aleg aceste animale pentru a testa medicamente sau pentru alte experimente medicale. În primul rând, şoarecii sunt o alegere bună datorită faptului că sunt mamifere de dimensiuni mici, uşor de manipulat. Pe de altă parte, în urma secvenţierii genomului lor, s-a constatat că toate genele şoarecilor îşi găsesc echivalentul printre genele umane.

Prin manipularea unor gene ale şoarecilor, oamenii de ştiinţă află cum funcţionează acestea nu numai în cazul animalelor, ci şi al oamenilor. Astfel de studii sunt deosebit de importante în studierea anomaliilor care conduc la apariţia bolilor umane. În acest sens, experimentele farmaceutice realizate pe şoareci reprezintă cel mai important pas către descoperirea tratamentelor capabile să prevină sau să vindece boli precum diabetul sau cancerul.

Într-un articol scris de Andrew Pollack, în The New York Times, sunt prezentate ultimele tipuri de studii în acest domeniu, care nu mai privesc bolile în ansamblu, ci încearcă să găsească tratamente specifice pentru fiecare tip sau subtip de boală. Aşa se face că, acum, şoarecii sunt implicaţi în medicina personalizată, cu scopul de a găsi tratamente specifice pentru fiecare pacient în parte.

Noile tipuri de experimente pe şoareci implică implantarea unei părţi din organele omului sau din tumori în animal. Există, deja, companii care au început să comercializeze astfel de animale create special pentru a fi implicate în dezvoltarea de noi tratamente medicale.

„Un astfel de şoarece ne dă ocazia să testăm medicamente pentru a afla ce tratamente au rezultate mai bune, fără a expune pacientul la toxicitate”, a explicat Colin Collins, de la Universitatea British Columbia.

Totuşi, oamenii de ştiinţă avertizează că încă nu se ştie dacă utilizarea avatarurilor ajută la prelungirea vieţii pacienţilor bolnavi de cancer. De asemenea, implementarea acestei tehnici poate costa până la câteva zeci de mii de dolari, bani care nu sunt acoperiţi de companiile de asigurări.

În ciuda acestui fapt, unii pacienţi bolnavi de cancer sunt gata să încerce orice metodă care are potenţialul de a le salva viaţa. Unul dintre aceşti suferinzi este Michael Feeney, un băiat care în 2009, la vârsta de 6 ani, a fost diagnosticat cu un tip de cancer osos numit sarcom Ewing.

Când Michael a fost operat în februarie, pentru a i se îndepărta o tumoare care ajunsese la plămâni, un şoarece a primit o parte din ţesutul canceros prelevat. Două luni mai târziu, când tumoarea s-a dezvoltat în şoarece, ea a fost îndepărtată, dar doar pentru a fi împărţită în mai multe fragmente, care au fost implantate în alţi şoareci. După alte 30 de zile, oamenii de ştiinţă obţinuseră destule avataruri pentru a putea începe testele.

Pentru crearea avatarurilor şi pentru testarea a 4 tipuri diferite de medicamente, familia lui Michael a plătit 25.500 de dolari. În luna iulie, au apărut primele rezultate. O combinaţie de 4 medicamente era deosebit de activă în micşorarea tumorilor din şoareci. Momentan, Michael nu a încercat tratamentul, deoarece este implicat într-un studiu clinic ce are la bază un medicament experimental. Totuşi, dacă acest tratament nu dă roade, el are şanse de a utiliza medicamentele ce au micşorat tumorile şoarecilor.

Pe de altă parte, şoarecii avatar nu sunt utili doar în lupta împotriva cancerului. Dr. Megan Sykes de la Universitatea Columbia, SUA, de exemplu, a folosit o probă prelevată din şoldul unui om pentru a replica un sistem imunitar individual, la şoareci. Scopul imediat este de a studia modul în care se dezvoltă diabetul de tip 1, o boală autoimună. Pe termen lung, cercetătoarea crede că astfel de şoareci ar putea produce celule imunitare cu scopul de a fi transferate la pacienţi, pentru a-i ajuta în lupta contra diferitelor boli.

La Universitatea Washington, din St. Louis, dr. Jeffrey Gordon a transplantat „colecţia” de bacterii din intestinul uman, într-un şoarece. Animalul „umanizat” va putea fi utilizat pentru a realiza o gamă largă de studii, printre care şi unele din care să se observe impactul pe care îl au schimbările din dietă asupra sănătăţii individului.

În oncologie, tratamentele care dau rezultate la şoareci cu tumori implantate nu funcţionează neapărat şi la oameni. Totuşi, mulţi cercetători preferă să lucreze cu astfel de şoareci, deoarece unele studii sugerează că tumorile proaspăt implantate de la pacienţi la şoareci se aseamănă în mai mare măsură cu bolile umane decât tumorile induse la animale prin tehnica „clasică”, obişnuită, de injectare a celulelor tumorale cultivate în laborator.

Aşa se explică de ce, în ultimul timp, tot mai multe clinici practică medicina personalizată de acest fel. La clinica Mayo sunt create avataruri pentru a „imortaliza” tumori ale pacienţilor din studiile clinice. Pe de altă parte, oamenii de ştiinţă din cadrul Laboratorului Jackson, din Sacramento, construiesc o colecţie de animale personalizate care reprezintă diferite tipuri de cancer utilizate în studii. Companii precum Oncotest, din Germania, şi StemMed, din Houston, ajută companiile farmaceutice să realizeze studii clinice pe şoareci care servesc drept modele ale pacienţilor.

În acelaşi timp, cercetătorii de la Bayer Schering Pharma au testat un medicament experimental pe şoareci care au servit drept dubluri pentru 22 de pacienţi bolnavi de cancer pulmonar. Mulţumită şoarecilor personalizaţi din studiu, oamenii de ştiinţă au putut să creeze un medicament mai eficient.

Totuşi, dublurile nu sunt înlocuitoare perfecte. O tumoare implantată sub pielea unui şoarece ar putea să nu se comporte la fel cum ar face-o în sânul sau plămânul pacientului din care a fost extrasă. Spre deosebire de oameni, şoarecii sunt modificaţi genetic pentru a nu respinge tumoarea. În consecinţă, sistemul lor imunitar este deficitar.

Pe de altă parte, există şi probleme practice. Uneori, tumorile extrase de la pacienţi nu se dezvoltă deloc la şoareci. Mai mult, pentru a obţine destul de mulţi şoareci personalizaţi, astfel încât să poată fie testate mai multe tratamente, este nevoie de cel puţin patru luni de muncă în laborator.Aşa se face că dr. Harvey Pass, specialist în chirurgie toracică la Universitatea din New York, a declarat că patru din cei opt pacienţi pe care i-a recomandat celor de la Champions Oncology (laboratorul unde au fost realizaţi şoarecii personalizaţi ai lui Micheal Feeney) s-au stins din viaţă înainte de obţinerea unor rezultate pozitive pe baza testelor realizate pe şoareci personalizaţi.

Dr. Ronnie Morris, preşedintele Champions Oncology, a declarat că, până acum, compania a avut 160 de pacienţi, dar că momentan au fost testate tratamente doar pentru 60 dintre aceştia. Ceilalţi pacienţi fie au decedat prea rapid, fie s-a întâmplat ca tumorile să nu crească pe şoareci, fie abia au devenit clienţi. Totuşi, până în prezent, compania a obţinut rezultate bune în cazul testelor realizate pe tumorile maligne ale colonului, esofagului, stomacului, plămânului, pancreasului şi sânului.

Champions Oncology, companie înfiinţată de doi oncologi de la Universitatea Johns Hopkins, a publicat anul trecut un raport realizat în urma unor studii efectuate pentru 14 pacienţi. Testele pe avataruri au scos la iveală capacitatea unui medicament sau a unei combinaţii de medicamente care au dus la micşorarea tumorilor la 12 dintre pacienţi.

Cu toate acestea, micşorarea tumorilor nu asigură întotdeauna prelungirea vieţii, iar scepticii sunt de părere că este necesar să se realizeze studii clinice randomizate pentru a arăta dacă tratamentele administrate pacienţilor cu avataruri au avut rezultate mai bune decât cele date altor suferinzi. De asemenea, în funcţie de rezultatele acestor studii, companiile de asigurări vor decide dacă vor plăti pentru astfel de intervenţii.

Crearea şoarecilor avatar nu este neapărat un proces anevoios. Chiar în acest moment, unul dintre cercetătorii de la Champions ar putea anestezia un şoarece pentru a-i face o incizie pe spate, prin care să îi implanteze o tumoare. Întregul proces, cu tot cu suturarea inciziei, durează aproximativ 5 minute. Într-o altă încăpere, se află cuşti pline de şoareci golaşi, numiţi aşa datorită faptului că anomalia genetică menită să le slăbească sistemul imunitar îi lasă şi fără blană. Umflături imense se observă în partea stângă a unora dintre şoareci. Doar în cazul şoarecilor care au primit un tratament eficient, umflăturile sunt mai puţin proeminente.

Şoarecii din care se extrag tumori pentru a fi fragmentate şi transplantate mai departe sunt omorâţi şi acelaşi tratament îl primesc şi cei care dau semne că sunt prea chinuiţi de boală.

Unii oameni de ştiinţă susţin că testarea unei tumori pentru descoperirea unor mutaţii genetice reprezintă o metodă mai practică prin care se poate identifica tratamentul potrivit. Totuşi, nici această tehnică nu duce întotdeauna la aflarea unor tratamente eficiente.

Avantajul tehnicii avatarurilor este subliniat de realizatorul israelian de film Nir Toib, care este bolnav de cancer la plămâni. El a declarat că tratamentele sugerate de analiza genetică nu au dat rezultate, pe când o combinaţie de medicamente inspirate de testele avatar a dus la dispariţia celor 10 tumori pe care le avea în rinichiul drept.

Deşi Toib glumeşte adesea spunând ca a fost „clonat” într-o armată de şoareci, nici el şi nici majoritatea pacienţilor nu se simt ataşaţi de aceşti şoareci

Michael, în schimb, a fost supărat când a aflat că el „le va da cancer” unor şoareci şi că acest lucru i-ar putea ucide. Mama sa, pe de altă parte, asociază şoarecii cu un eveniment neplăcut, de când apartamentul său a fost invadat de astfel de animale. Totuşi, ea a declarat că dacă testele avatar îi vor salva viaţa lui fiului ei, va iubi pentru totdeauna şoarecii.

În filmarea de mai jos puteţi urmări povestea pacientei Donette Pelletier care suferă de cancer de colon. În 2008, cancerul s-a extins şi la alte organe din abdomen, dar Donette nu s-a declarat înfrântă. „Am mers la mai mulţi doctori din mai multe state diferite, am căutat pe cineva care să mă ajute şi care să nu îmi spună doar: «Mergi acasă şi fă chimioterapie! Succes!». Nu pot accepta asta. Sunt o mamă singură, am doar 44 de ani şi nu accept astfel de răspunsuri”, a declarat pacienta. Apelând la cei de la Champion Oncologi,  Donette a primit un tratament cu ajutorul căruia, timp de 15 luni, cancerul său a fost în remisie. Mai mult, mulţumită unui alt tratament găsit de aceşti specialişti în urmă cu doi ani, tumoarea care bloca funcţionarea rinichilor lui Donette a fost înlăturată.