التجارب على الحيوانات باستخدام القوارض
استُخدمت القوارض في التجارب الطبية الحيوية منذ خمسينيات القرن السابع عشر. [ 1 ] وكانت الدراسات التي أُجريت على القوارض حتى أوائل القرن التاسع عشر ذات طابع فسيولوجي أو سمّي في الغالب. أُجريت أول دراسة سلوكية على القوارض عام 1822، وكانت دراسة قائمة على الملاحظة فقط، [ 2 ] بينما بدأ الاختبار السلوكي الكمي على القوارض في أواخر القرن التاسع عشر. [ 1 ] [ 2 ] وتُستخدم القوارض حاليًا على نطاق واسع في التجارب الحيوانية للدراسات العلمية الفسيولوجية والمرضية والسلوكية، ولا سيما الفئران والجرذان ، بالإضافة إلى خنازير غينيا والهامستر والجرذان الصحراوية وغيرها. وتُعد الفئران أكثر أنواع الفقاريات استخدامًا، نظرًا لتوافرها وحجمها وتكلفتها المنخفضة وسهولة التعامل معها وسرعة تكاثرها .
إحصائيات
في المملكة المتحدة عام 2015، أُجريت 3.33 مليون عملية جراحية على القوارض (80% من إجمالي العمليات في ذلك العام). وكانت أكثر الأنواع استخدامًا هي الفئران (3.03 مليون عملية، أو 73% من الإجمالي) والجرذان (268,522 عملية، أو 6.5%). وشملت أنواع القوارض الأخرى خنازير غينيا (21,831 عملية / 0.7%)، والهامستر (1,500 عملية / 0.04%)، والجربوع (278 عملية / 0.01%). [ 3 ]
في الولايات المتحدة، لا يتم الإبلاغ عن أعداد الفئران والجرذان المستخدمة، لكن التقديرات تتراوح من حوالي 11 مليون [ 4 ] إلى ما يقرب من 100 مليون. [ 5 ] في عام 2000، نشر قسم البحوث الفيدرالية في مكتبة الكونغرس نتائج تحليل قاعدة بيانات الفئران/الجرذان/والطيور الخاصة به: الباحثون والمربون والناقلون والعارضون.
تضم قاعدة البيانات أكثر من 2000 منظمة بحثية، خضع منها حوالي 500 منظمة للبحث، وتواصل فريق عمل FRD مباشرةً مع 100 منها. تشمل هذه المنظمات مستشفيات، وهيئات حكومية، وشركات خاصة (شركات أدوية، وغيرها)، وجامعات/كليات، وعددًا من المدارس الثانوية، ومعاهد بحثية. من بين هذه المنظمات الـ 2000، تخضع حوالي 960 منظمة لإشراف وزارة الزراعة الأمريكية، و349 منظمة لإشراف المعاهد الوطنية للصحة، و560 منظمة معتمدة من قبل الجمعية الأمريكية لتقييم واعتماد رعاية الحيوانات المقيدة (AALAC). أفصحت حوالي 50% من المنظمات التي تم التواصل معها عن عدد محدد أو تقريبي من الحيوانات في مختبراتها. يبلغ إجمالي عدد الحيوانات في هذه المنظمات: من 250,000 إلى 1,000,000 جرذ، ومن 400,000 إلى 2,000,000 فأر، ومن 130,000 إلى 900,000 طائر.
أنواع القوارض
الفئران
تُعدّ الفئران أكثر أنواع الفقاريات استخدامًا في التجارب، وذلك لشعبيتها نظرًا لتوافرها، وحجمها، وانخفاض تكلفتها، وسهولة التعامل معها، وسرعة تكاثرها. [ 6 ] تصل الفئران إلى النضج الجنسي بسرعة، كما أنها سريعة الحمل ، حيث يمكن أن تلد المختبرات جيلًا جديدًا كل ثلاثة أسابيع، فضلًا عن أن متوسط عمرها قصير نسبيًا ويبلغ عامين. [ 7 ]
تُعتبر الفئران على نطاق واسع النموذج الأمثل للأمراض الوراثية البشرية ، إذ تشترك مع البشر في 99% من جيناتها . [ 8 ] ومع ظهور تقنية الهندسة الوراثية ، أصبح بالإمكان إنتاج فئران معدلة وراثيًا حسب الطلب، وقد تصل تكلفة الفأر الواحد إلى مئات الدولارات. [ 9 ]
يتضمن إنتاج الحيوانات المعدلة وراثيًا حقن كل بنية جينية في 300-350 بيضة، وهو ما يمثل عادةً ثلاثة أيام عمل. وينتج عن هذا العدد من البيض المحقون ما بين 20 إلى 50 فأرًا. تُفحص هذه الحيوانات للكشف عن وجود الجين المعدل وراثيًا باستخدام اختبار التنميط الجيني بتقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل . ويتراوح عدد الحيوانات المعدلة وراثيًا عادةً بين اثنين وثمانية. [ 10 ]
تتضمن عملية إنتاج الفئران الكيميرية حقن الخلايا الجذعية الجنينية، التي يوفرها الباحث، في 150-175 كيسة أريمية ، وهو ما يمثل ثلاثة أيام من العمل. عادةً ما يولد من هذا العدد من الكيسات الأريمية المحقونة ما بين 30 إلى 50 فأراً حياً. في العادة، يختلف لون جلد الفئران التي استُخلصت منها الكيسات الأريمية المضيفة عن لون السلالة المستخدمة لإنتاج الخلايا الجذعية الجنينية. عادةً ما يمتلك ما بين اثنين إلى ستة فئران جلداً وشعراً يحتويان على أكثر من 70% من الخلايا الجذعية الجنينية، مما يشير إلى احتمالية جيدة لمساهمة الخلايا الجذعية الجنينية في الخط الجرثومي . [ 10 ]
الهامستر السوري
تُستخدم الهامسترات الذهبية أو السورية ( Mesocricetus auratus ) كنموذج لدراسة الحالات الطبية البشرية، بما في ذلك أنواع مختلفة من السرطانات، والأمراض الأيضية، وأمراض الجهاز التنفسي غير السرطانية، وأمراض القلب والأوعية الدموية، والأمراض المعدية، والمشاكل الصحية العامة. [ 11 ] في الفترة 2006-2007، شكلت الهامسترات السورية 19% من إجمالي الحيوانات المشاركة في الأبحاث في الولايات المتحدة. [ 12 ]
الفئران
تُعدّ القوارض، كالفئران، النموذج الأكثر شيوعًا في دراسة تأثيرات أمراض القلب والأوعية الدموية، إذ تُحاكي تأثيراتها على القوارض تلك التي تحدث لدى البشر. [ 13 ] كما استُخدمت الفئران كأداة بحثية لمحاولة تحديد ما إذا كان هناك اختلاف في تأثيرات الكوكايين على البالغين مقارنةً بالمراهقين. [ 14 ]
القيود
على الرغم من أن الفئران والجرذان والقوارض الأخرى هي أكثر الحيوانات استخدامًا في البحوث الطبية الحيوية، فقد سلطت الدراسات الحديثة الضوء على محدوديتها. [ 15 ] فعلى سبيل المثال، شكك عدد من الباحثين في جدوى استخدام القوارض في اختبار الإنتان، [ 16 ] [ 17 ] والحروق، [ 17 ] والالتهابات، [ 17 ] والسكتة الدماغية، [ 18 ] [ 19 ] والتصلب الجانبي الضموري ، [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] ومرض الزهايمر ، [ 23 ] والسكري، [ 24 ] [ 25 ] والسرطان ، [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] والتصلب المتعدد، [ 31 ] ومرض باركنسون، [ 31 ] وغيرها من الأمراض. فيما يتعلق بالتجارب على الفئران على وجه الخصوص، اشتكى بعض الباحثين من أن "سنوات ومليارات الدولارات قد أهدرت في متابعة نتائج خاطئة" نتيجة الانشغال باستخدام هذه الحيوانات في الدراسات. [ 15 ]
تختلف الفئران عن البشر في العديد من الخصائص المناعية: فهي أكثر مقاومة لبعض السموم ، ولديها نسبة أقل من العدلات في الدم ، وقدرة إنزيمية أقل للعدلات ، ونشاط أقل لنظام المتممة ، ومجموعة مختلفة من البنتراكسينات المشاركة في العملية الالتهابية ، وتفتقر إلى جينات مكونات مهمة للجهاز المناعي، مثل IL-8 و IL-37 و TLR10 و ICAM-3 ، وغيرها . [ 16 ] عادةً ما يكون لدى فئران المختبر التي تُربى في ظروف خالية من مسببات الأمراض (SPF) جهاز مناعي غير ناضج نسبيًا مع نقص في خلايا الذاكرة التائية . قد يكون لدى هذه الفئران تنوع محدود في الميكروبات المعوية ، مما يؤثر بشكل مباشر على الجهاز المناعي وتطور الحالات المرضية. علاوة على ذلك، تنشط العدوى الفيروسية المستمرة (مثل فيروسات الهربس ) لدى البشر، ولكن ليس لدى فئران SPF، مع مضاعفات إنتانية ، وقد تغير مقاومة العدوى البكتيرية المصاحبة . ربما تكون الفئران "غير النظيفة" أكثر ملاءمة لمحاكاة الأمراض البشرية. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم سلالات الفئران المتماثلة وراثيًا في الغالبية العظمى من الدراسات، في حين أن السكان البشريين غير متجانسين، مما يشير إلى أهمية الدراسات التي تُجرى على الفئران الهجينة بين السلالات، والفئران غير المتماثلة وراثيًا ، والفئران غير الخطية. [ 16 ]
تشير مقالة في مجلة "ذا ساينتست" إلى أن "الصعوبات المرتبطة باستخدام النماذج الحيوانية لدراسة الأمراض البشرية تنجم عن الاختلافات الأيضية والتشريحية والخلوية بين البشر والكائنات الحية الأخرى، لكن المشاكل أعمق من ذلك بكثير"، بما في ذلك مشاكل تتعلق بتصميم وتنفيذ الاختبارات نفسها. [ 19 ]
على سبيل المثال، وجد الباحثون أن العديد من الفئران والجرذان في المختبرات تعاني من السمنة نتيجة الإفراط في تناول الطعام وقلة التمارين، مما يؤثر على وظائفها الفسيولوجية واستقلاب الأدوية لديها. [ 32 ] كما أن العديد من حيوانات المختبر، بما في ذلك الفئران والجرذان، تتعرض لإجهاد مزمن، مما قد يؤثر سلبًا على نتائج الأبحاث وعلى إمكانية تعميم النتائج بدقة على البشر. [ 33 ] [ 34 ] وقد لاحظ الباحثون أيضًا أن العديد من الدراسات التي تُجرى على الفئران والجرذان والقوارض الأخرى مصممة بشكل سيئ، مما يؤدي إلى نتائج مشكوك فيها. [ 19 ] [ 21 ] [ 22 ] أحد تفسيرات أوجه القصور في دراسات القوارض المحتجزة في أقفاص المختبر هو افتقارها إلى القدرة على التحكم في بيئتها، وبالتالي حريتها المستمرة في اتخاذ القرارات وتجربة عواقبها. وبسبب إيواء القوارض في ظروف قاسية للغاية، فإن هذه الحيوانات الأسيرة تُقلل من تشابهها مع البشر أو نظيراتها البرية. [ 35 ]
تشير بعض الدراسات إلى أن نقص البيانات المنشورة في التجارب على الحيوانات قد يؤدي إلى نتائج بحثية غير قابلة للتكرار، حيث تُحذف تفاصيل مهمة حول كيفية إجراء التجارب من الأوراق البحثية المنشورة، أو قد تُؤدي الاختلافات في الاختبارات إلى تحيز في النتائج. ومن أمثلة التحيز الخفي دراسة أجرتها جامعة ماكجيل في مونتريال، كندا ، عام 2014 ، والتي أشارت إلى أن الفئران التي تعامل معها رجال أظهرت مستويات إجهاد أعلى مقارنةً بالفئران التي تعامل معها نساء. [ 7 ] [ 36 ] [ 37 ] كما أشارت دراسة أخرى أُجريت عام 2016 إلى أن الميكروبيوم المعوي لدى الفئران قد يؤثر على البحث العلمي. [ 38 ]
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 ديزا ر، فاسانو س، برامبيلا ر (2024). "افتتاحية: أساليب صديقة للحيوانات لاختبار سلوك القوارض في أبحاث علم الأعصاب" . فرونتيرز إن بيهيفيرال نيوروساينس . 18 1431310. doi : 10.3389/fnbeh.2024.1431310 . PMC 11232432. PMID 38983871 .
- 1 2 ديزا (2025). "أول دراسة سلوكية على القوارض (1822) وانتشار الفئران والجرذان البيضاء التي رُبّيت في الإنسان في القرن التاسع عشر" . مجلة فرونتيرز إن سايكولوجي . 15 1532975. doi : 10.3389/fpsyg.2024.1532975 . PMC 11831927. PMID 39963185 .
- ↑ "الإحصاءات السنوية للإجراءات العلمية على الحيوانات الحية، بريطانيا العظمى، 2015 وزارة الداخلية"
- ↑ إحصاءات الولايات المتحدة، 2014 - الحديث عن البحث
- ↑ كاربون، ل. (2004). ما تريده الحيوانات: الخبرة والدعوة في سياسة رعاية حيوانات المختبر . مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN 978-0-19-516196-0.
- ↑ ويليس-أوين إس إيه، فلينت جيه (2006). "الأساس الجيني للسلوك العاطفي لدى الفئران" . المجلة الأوروبية لعلم الوراثة البشرية . 14 (6): 721-728 . doi : 10.1038/sj.ejhg.5201569 . PMID 16721408 .
- ١ ٢ "لقد تبين أن حيوان المختبر المفضل في العالم غير كفؤ، ولكن هناك تطورات جديدة في قصة الفأر" . مجلة الإيكونوميست . ٢٤ ديسمبر ٢٠١٦. تاريخ الاسترجاع: ١٠ يناير ٢٠١٧ .
- ↑ مقياس الإنسان ، بيان صحفي صادر عن معهد سانجر، 5 ديسمبر 2002
- ↑ علوم الحياة، تاكونيك. " نماذج الفئران والجرذان المعدلة وراثيًا - الاختيار الإيجابي السلبي واستهداف جين الحمض النووي المتماثل" . www.taconic.com
- 1 2 "WUSM :: وحدة علم الوراثة للفئران :: الخدمات" . جامعة واشنطن في سانت لويس . 7 يوليو 2005. مؤرشف من الأصل في 4 أغسطس 2007. تم الاطلاع عليه في 22 أكتوبر 2007 .
- ^ فالنتين وآخرون. 2012 ، ص. 875-898.
- ↑ وزارة الزراعة الأمريكية (سبتمبر 2008)، التقرير السنوي لأنشطة رعاية الحيوان - السنة المالية 2007 (ملف PDF) ، وزارة الزراعة الأمريكية ، تم الاطلاع عليه في 14 يناير 2016
- ↑ جيا، تيان؛ وانغ، تشن؛ هان، تشنغشي؛ وانغ، شياوتشي؛ دينغ، مينغ؛ وانغ، كواني (2020-12-07). "نماذج تجريبية لأمراض القلب والأوعية الدموية في القوارض" . مجلة فرونتيرز في طب القلب والأوعية الدموية . 7 588075. doi : 10.3389/fcvm.2020.588075 . ISSN 2297-055X . PMC 7750387. PMID 33365329 .
- ↑ كيرستيتر، كيري أ.؛ كانتاك، كاثلين م. (1 أكتوبر 2007). "التأثيرات المتباينة لتعاطي الكوكايين ذاتيًا لدى الفئران المراهقة والبالغة على تعلم العلاقة بين المحفز والمكافأة". علم الأدوية النفسية . 194 (3): 403-411 . doi : 10.1007/s00213-007-0852-6 . ISSN 1432-2072 . PMID 17609932. S2CID 21293891 .
- 1 2 كولاتا، جينا (11 فبراير 2013). "الفئران لا تصلح كفئران تجارب لبعض الأمراض الفتاكة التي تصيب البشر" . صحيفة نيويورك تايمز . نيويورك تايمز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 أغسطس 2015 .
- كورنيف ، ك . ف . (18 أكتوبر 2019). "نماذج الفئران للإنتان والصدمة الإنتانية" . البيولوجيا الجزيئية . 53 (5): 704-717 . doi : 10.1134/S0026893319050108 . PMID 31661479 .
- 1 2 3 سيوك وآخرون (7 يناير 2013). "الاستجابات الجينومية في نماذج الفئران تحاكي بشكل ضعيف الأمراض الالتهابية البشرية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 110 (9): 3507-3512 . Bibcode : 2013PNAS..110.3507S . doi : 10.1073/pnas.1222878110 . PMC 3587220. PMID 23401516 .
- ↑ بارت فان دير وورب، هـ (30 مارس 2010). "هل يمكن لنماذج الأمراض الحيوانية أن تُفيد الدراسات البشرية بشكل موثوق؟" . مجلة PLOS Medicine . 2 (6048): 1385. doi : 10.1371/journal.pmed.1000245 . PMC 1690299. PMID 1000245 .
- 1 2 3 غاوريلفسكي، أندريا (1 يوليو 2007). "مشكلة النماذج الحيوانية" . مجلة ساينتست . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 أغسطس 2015 .
- ↑ بيناتار، م (أبريل 2007). "ضائع في الترجمة: تجارب علاجية على فئران SOD1 وفي مرضى التصلب الجانبي الضموري". علم الأحياء العصبي للأمراض . 26 (1): 1-13 . doi : 10.1016/j.nbd.2006.12.015 . PMID 17300945. S2CID 24174675 .
- ١ ٢ تحقق هايدن، إريكا (٢٦ مارس ٢٠١٤). "دراسات مضللة على الفئران تهدر الموارد الطبية" . مجلة نيتشر . تم الاسترجاع في ٦ أغسطس ٢٠١٥ .
- 1 2 بيرين، ستيف (26 مارس 2014). "البحوث ما قبل السريرية: إنجاح الدراسات على الفئران" . مجلة نيتشر . تم الاطلاع عليه في 6 أغسطس 2015 .
- ↑ كافانو، سارة؛ بيبين، جون؛ برنارد، نيل (10 أبريل 2013). "نماذج حيوانية لمرض الزهايمر: مآزق تاريخية ومسار للمستقبل1" . ALTEX . 31 (3): 279-302 . doi : 10.14573/altex.1310071 . PMID 24793844 .
- ↑ روب، بارت؛ أتكينسون، مارك؛ فون هيرات، ماتياس (نوفمبر 2004). "الرضا (غير) مضمون : إعادة تقييم استخدام النماذج الحيوانية في داء السكري من النوع الأول". مجلة نيتشر إيمونولوجي . 4 (12): 989-997 . doi : 10.1038/nri1502 . PMID 15573133. S2CID 21204695 .
- ↑ شاروكيشي تشاندراسيكيرا، ب؛ بيبين، جون (21 نوفمبر 2013). "من القوارض إلى البشر: تنظيم الجلوكوز الخاص بالأنواع وأبحاث داء السكري من النوع الثاني" . ALTEX . 31 (2): 157-176 . doi : 10.14573/altex.1309231 . PMID 24270692 .
- ↑ غلين بيغلي، سي؛ إليس، إل (29 مارس 2012). "تطوير الأدوية: رفع معايير أبحاث السرطان قبل السريرية" . مجلة نيتشر . 483 (7391): 531-533 . Bibcode : 2012Natur.483..531B . doi : 10.1038/483531a . PMID 22460880. S2CID 4326966 .
- ↑ فوسكوغلو-نوميكوس، ت؛ باتر، ج؛ سيمور، ل (15 سبتمبر 2003). "القيمة التنبؤية السريرية لنماذج سرطان ما قبل السريرية: خط الخلية في المختبر، وزرع الخلايا البشرية في الفئران، وزرع الخلايا المتجانسة في الفئران" (ملف PDF) . مجلة أبحاث السرطان السريرية . 9 (11): 4227-4239 . PMID 14519650. تاريخ الاسترجاع: 6 أغسطس 2015 .
- ↑ دينيس، سي (17 أغسطس 2006). " السرطان: على بُعد شعرة" . مجلة نيتشر . 442 (7104): 739-741 . Bibcode : 2006Natur.442..739D . doi : 10.1038/442739a . PMID 16915261. S2CID 4382984 .
- ↑ غاربر، ك. (6 سبتمبر 2006). "يتزايد الجدل حول نماذج الفئران الجديدة للسرطان" . مجلة المعهد الوطني للسرطان . 98 (17): 1176-1178 . doi : 10.1093/jnci/djj381 . PMID 16954466 .
- ↑ بيجلي، شارون (5 سبتمبر 2008). "إعادة التفكير في الحرب على السرطان" . نيوزويك . تم الاطلاع عليه في 6 أغسطس 2015 .
- 1 2 بولكر، جيسيكا (1 نوفمبر 2012). "الحياة أوسع من مجرد الفئران والذباب" . مجلة نيتشر . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 أغسطس 2015 .
- ↑ كريسي، دانيال (2 مارس 2010). "الفئران السمينة تُشوّه نتائج الأبحاث" . مجلة نيتشر . 464 (19): 19. doi : 10.1038/464019a . PMID 20203576 .
- ↑ بالكومب، ج؛ بارنارد، ن؛ ساندوسكي، س (نوفمبر 2004). "الروتينات المختبرية تسبب إجهادًا للحيوانات". مواضيع معاصرة في علم حيوانات المختبر . 43 (6): 42-51 . PMID 15669134 .
- ↑ مورغاترويد، سي؛ وآخرون (8 نوفمبر 2009). "برامج مثيلة الحمض النووي الديناميكية تُسبب آثارًا سلبية مستمرة للإجهاد في المراحل المبكرة من الحياة". مجلة نيتشر لعلم الأعصاب . 12 (12): 1559-1566 . doi : 10.1038/nn.2436 . PMID 19898468. S2CID 3328884 .
- ↑ لاهفيس، غاريت (29 يونيو 2017). "بحوث طبية حيوية غير مقيدة من داخل المختبر". eLife: 1–10. doi:10.7554/eLife.27438.
- ↑ كاتسنيلسون، آلا (2014). "باحثون ذكور يُسبّبون إجهادًا للقوارض" . مجلة نيتشر . doi : 10.1038/nature.2014.15106 . S2CID 87534627 .
- ↑ "رائحة الرجل قد تُعرّض البحوث الطبية الحيوية للخطر" . مجلة ساينس | الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم . 28 أبريل 2014. تاريخ الاسترجاع: 10 يناير 2017 .
- ↑ "قد تجعل الميكروبات الموجودة في الفئران تكرار الدراسات العلمية أكثر صعوبة" . مجلة ساينس | الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم . 15 أغسطس 2016. تاريخ الاسترجاع: 10 يناير 2017 .
مصادر
- فالنتين، هيلين؛ دورتي، إيرين ك.؛ سينغ، بهوبيندر؛ ماورر، كيرك ج. (2012). "الاستخدام التجريبي للهامستر السوري". في: ساكو، مارك أ.؛ ستيفنز، كارلا أ.؛ ويلسون، رونالد ب. (محررون). أرنب المختبر، خنزير غينيا، الهامستر، والقوارض الأخرى (الطبعة الأولى ). أمستردام: دار النشر الأكاديمية إلسيفير. الصفحات 875-898 . ISBN 978-0-12-380920-9.
روابط خارجية
- معلومات حول نماذج الفئران من مشروع HOPES : مشروع التوعية بمرض هنتنغتون للتعليم في جامعة ستانفورد
- نموذج حيواني للمرض من منظمة أبحاث الحيوان
- التجارب على الحيوانات باستخدام القوارض
