Förbättring av djurmodeller för studier av mänsklig åldrande och sjukdomar

Hoppa till avsnitt

• Studier av djur i naturliga miljöer jämfört med laboratoriemiljöer
• Miljöutmaningar i naturen
• Dygnsrytmer och genuttryck
• Brister i laboratorieförhållanden
• Omprövning av djurforskningsmodeller
• Fullständig transkription

Studier av djur i naturliga miljöer jämfört med laboratoriemiljöer

Dr. Steven Austad, MD, belyser väsentliga skillnader mellan studier av djur i naturliga habitat och i laboratoriemiljöer. Han ifrågasätter hur direkt tillämpbara laboratorieresultat är på mänskliga tillstånd och tar upp exemplet med beta-amyloidackumulering hos människoapor. Dessa apor utvecklar amyloidplack som liknar människans, men drabbas inte av Alzheimers sjukdom. Denna skillnad belyser komplexiteten i att översätta djurstudier till mänsklig medicin.

Dr. Anton Titov, MD, inledde diskussionen med att fråga om sambandet mellan djurobservationer och deras relevans för människor. Samtalet visar att artslikheter i sig inte garanterar prediktivt värde för mänskliga sjukdomar, vilket ifrågasätter grundläggande antaganden inom biomedicinsk forskning.

Miljöutmaningar i naturen

I naturliga habitat möter djur miljöutmaningar som helt saknas i laboratoriemiljöer. Dr. Steven Austad, MD, förklarar att djur i naturen utsätts för extrema väderförhållanden, sjukdomsexponering och många överlevnadspåfrestningar. Dessa naturliga utmaningar skapar ett urvalstryck som främjar hälsa och resiliens. Djur i naturen måste hålla sig friska för att överleva predation och miljöpåfrestningar.

Laboratoriedjur har förlorat dessa överlevnadsförmågor genom generationer av skyddad avel. Dr. Steven Austad, MD, påpekar att laboratorieuppfödda djur inte skulle klara sig en dag i naturen. Denna grundläggande skillnad påverkar hur vi tolkar forskningsresultat om åldrande och sjukdomar.

Dygnsrytmer och genuttryck

Dr. Steven Austad, MD, framhåller att över 80% av generna följer dygnsrytmer i sitt uttryck. Dessa cirkadiana rytmer är avgörande för korrekt biologisk funktion och hälsa. I naturen sker ljusförändringar gradvis, åtföljda av temperaturfluktuationer. Dessa naturliga övergångar synkroniserar de biologiska klockorna och genuttrycksmönstren på rätt sätt.

I laboratoriet används istället abrupta övergångar mellan ljus och mörker, vilket inte efterliknar de naturliga dygnscyklerna. Denna artificiella miljö stör de normala genregleringsmönstren, vilket kan påverka forskningsresultaten avsevärt i studier om åldrande och sjukdomar.

Brister i laboratorieförhållanden

Standardpraxis i laboratorier skapar alltför förenklade miljöer som saknar ekologisk validitet. Dr. Steven Austad, MD, förklarar att forskare historiskt standardiserade förhållanden för att förenkla experiment. Laboratorier håller konstanta temperaturer och eliminerar smittämnen. Även om detta underlättar kontroll, tar dessa åtgärder bort de naturliga stressfaktorer som formar djurens biologi.

Dr. Steven Austad, MD, betonar att nuvarande laboratoriedjur representerar ett biologiskt system som skiljer sig markant från deras vilda motsvarigheter. Intervjun med Dr. Anton Titov, MD, utforskar hur dessa artificiella förhållanden kan förvränga forskningsresultat. Avsaknaden av naturliga utmaningar innebär att laboratoriedjur inte utvecklar samma resiliensmekanismer som vilda djur.

Omprövning av djurforskningsmodeller

Dr. Steven Austad, MD, efterlyser en grundläggande omprövning av hur laboratoriekolonier hanteras. Han förespråkar att återinföra realistiska miljöförhållanden i djurforskningsmiljöer. Detta tillvägagångssätt skulle bättre efterlikna de utmaningar djur möter i naturen. Sådana förändringar skulle kunna förbättra translationsvärdet av djurstudier till mänsklig medicin avsevärt.

Samtalet med Dr. Anton Titov, MD, belyser behovet av mer ekologiskt giltiga forskningsmodeller. Dr. Austad menar att återinföra realism i experiment är avgörande för meningsfull åldrandeforskning. Ett sådant paradigmskifte skulle kunna leda till mer precisa förutsägelser om mänskliga åldrandeprocesser och sjukdomsutveckling.

Fullständig transkription

Dr. Anton Titov, MD: Professor Austad, ni studerar många djurarter. Ni har skrivit två böcker om åldrande, livslängd och hälsolängd hos olika djurarter. Hur verkligt är sambandet mellan vad vi observerar i naturen och dess tillämpbarhet på människor?

Jag tar ett exempel. Hos människoapor ackumuleras beta-amyloid, men de får inte Alzheimers, såvitt jag vet. Det är förmodligen sant, och vi är mycket lika människoapor. Så vad anser ni om sambandet mellan vad vi lär oss av djur och hur det är tillämpligt på människor?

Dr. Steven Austad, MD: Ja, jag tror att vi verkligen behöver ompröva hur vi bedriver vår djurforskning. En av de saker jag uppskattar med att studera djur i deras naturliga habitat är att livet i naturen innebär utmaningar. Det finns svårigheter med väder, sjukdomsexponering och många andra saker.

Vi vet att djur lever framgångsrikt i naturen eftersom de är friska. Så snart deras hälsa börjar försämras, dör de. I laboratoriet får vi inte se dessa effekter.

I laboratoriet utsätts inte djur för extrema värme- och kylförhållanden. Vi ger dem inte ens normala dygnsrytmer. Så hur vi försöker efterlikna naturen—vi vet nu att över 80% av våra gener aktiveras och inaktiveras i dygnsrytmer.

Vad vi inte gör i laboratoriet är att vi släcker och tänder lyset och antar att vi efterliknar de biologiska rytmerna i naturen. Men i naturen släcks och tänds inte ljuset abrupt. Ljuset försvinner och kommer långsamt.

Temperaturförändringarna följer med, och de sker långsamt men dramatiskt. Vi efterliknar inget av detta i laboratoriet. Vi försöker hålla infektioner borta från våra laboratoriekolonier så mycket som möjligt.

Det fanns en gång en anledning att göra allt detta för att standardisera förhållanden och förenkla experiment. Men nu är det dags att börja återinföra mer realism i våra laboratorieexperiment.

Djuren vi använder i laboratoriet idag—om vi släpper ut dem i naturen skulle de inte överleva en dag. De har förlorat alla dessa förmågor. Det betyder att det vi studerar i laboratoriet är en helt annan sak. De kunde inte hantera verkliga problem.

Så jag tror att det är dags för oss att ompröva hur våra laboratoriekolonier hanteras.