Лабораторные мыши несут важную службу: на них проверяются многочисленные лекарства и другие методы лечения, которые затем предназначаются для людей. Однако бывает так, что препарат, успешно прошедший доклинические испытания (на мышах), затем не может показать такие же результаты в клинических испытаниях (на людях).
Одно из возможных объяснений такой разницы состоит в том, что на действие лекарства влияет микробиом — совокупность бактерий, грибков, протистов и вирусов, обитающих на теле животного и человека и внутри организма. У лабораторных мышей и людей он может значительно отличаться. Различия в разнообразии микробиоты, устойчивости и наличии патогенных микроорганизмов между лабораторными животными могут также привести к ограниченной воспроизводимости экспериментов на животных при попытках воспроизведения их в разных лабораториях. Использование каждый раз новых диких мышей не решит вопроса, так как для многих исследований требуются специально выведенные мыши с нужными генетическими свойствами, причём мыши, участвующие в эксперименте, должны быть генетически однородными (принадлежать к одной линии).
Теперь большая группа американских учёных опубликовала в журнале Science работу, где доказывается, что лабораторные мыши, выношенные и рождённые суррогатными родителями, пойманными в дикой природе, служат более надёжной моделью в исследованиях в области иммунологии. Инициатором нового метода стал иммунолог Стефан Росшарт (Stephan Rosshart) из Национального института диабета, заболеваний системы пищеварения и почек США (ныне он работает во Фрайбургском университете).
Поскольку первоначальный состав своей микробиоты млекопитающие наследуют от матери, учёный решил подсаживать эмбрионы лабораторных мышей суррогатным матерям, пойманным в природе. Таким образом, по его замыслу, разнообразие микробиоты, характерное для диких мышей, будет сочетаться с генетической однородностью лабораторных животных. Для сбора будущих суррогатных матерей он с 2014 года устанавливал ловушки на нескольких конских фермах в Мэриленде. Когда число пойманных мышей превысило двести, исследователь начал первые эксперименты.
Он подсаживал эмбрионы лабораторных мышей диким самкам и выяснял, станет ли «микробный профиль» новорождённых ближе к естественному. Действительно, видовой состав и количество микроорганизмов в кишечнике, на коже и гениталиях этих мышей соответствуют тем, которые имеются у мышей в природе.
Чтобы оценить, насколько хорошо такие мыши будут моделировать иммунные реакции человека, учёные воспроизвели на них два исследования, которые ранее дали хорошие результаты на лабораторных мышах, но потом провалились при испытании на людях. В одном из них в 2006 году антитела, оказывавшие противовоспалительное действие в организме лабораторных мышей, едва не убили здоровых добровольцев-людей на первом этапе клинического испытания. Когда теперь эти антитела ввели мышам, рождённым суррогатными дикими матерями, они умерли, в то время как лабораторные мыши из контрольной группы, как и ожидалось, выжили.
Другой препарат, исследование которого было воспроизведено авторами работы, должен был помогать при сепсисе. У лабораторных мышей он действительно увеличивал выживаемость, но при переходе к испытанию на людях давал обратный эффект. Когда его дали мышам с приближенной к природной микробиотой, всё повторилось: эти мыши умирали чаще, чем контрольные особи. Оба этих эксперимента доказывают, что такие мыши могут быть более точной моделью иммунного ответа человека в доклинических испытаниях лекарств.
Авторы работы также решили проверить, смогут ли их мыши сохранить свою микробиоту диких мышей, живя в лабораторных условиях. Учёные обрабатывали этих мышей антибиотиками и меняли их диету. После этого выяснилось, что количество и пропорции бактерий как на поверхности тела, так и в организме изменились менее резко, чем у лабораторных мышей, которые подвергались тому же воздействию. А вскоре бактериальное население восстановилось. Рождённые дикими матерями мыши сохранили свои дикие микробиомы в течение нескольких поколений и даже передавали своих микробов мышам, которые были выращены в лаборатории (это произошло благодаря типичному для мышей поеданию фекалий друг друга).
Учёные уверены, что разработанный ими метод выращивания лабораторных мышей имеет большие перспективы для повышения качества исследований. Они объясняют, что для этого вовсе не обязательно каждый раз отлавливать диких мышей в природе. Достаточно содержать «дикую колонию» в своей лаборатории и время от времени обновлять микробиоту, добавляя туда мышей из природы.
