Aktuální honba za účinnými léky proti ebole připomíná, že bez pokusů na zvířatech se dnes vědci (bohužel) neobejdou. Stejně tak ale připomíná, že se jich snaží využívat čím dál méně a úspěšně za ně hledají rovnocennou náhradu.

Před britským ministerstvem vnitra se shromáždil zástup slovutných lékařů v čele s Williamem Jennerem. Elita britské medicíny prošla ulicemi Londýna k ministerstvu na popud šéfredaktora předního lékařského časopisu British Medical Journal Richarda Frenche. Psal se rok 1876, na ministerstvu právě vznikal první zákon na ochranu živočichů proti týrání a vlivní ochránci zvířat do něj prosadili paragraf zakazující jakékoli experimenty na živých tvorech.

William Jenner, který jako první odhalil skvrnitý tyfus a břišní tyfus jako dvě choroby s různými příčinami, vstoupil s několika neméně slavnými kolegy do budovy ministerstva a dlouho tam zodpovědným činitelům vysvětloval, co by zákaz pokusů na živočiších pro medicínskou vědu a léčbu nemocí znamenal. Upozornil také, že vědcům a lékařům není osud pokusných zvířat lhostejný. Už o pět let dříve, v roce 1871, schválila British Association for the Advancement of Science základní pravidla pro experimentování na živých tvorech. Doslova za pět minut dvanáct tak dosáhli lékaři změny zákona, který po úpravě povoloval pokusy na zvířatech pro „lepší poznání fyziologie a za účelem ulevit lidem a zvířatům od utrpení“.

Viktoriánské ochránce zvířat ale argumenty Williama Jennera a jeho kolegů nepřesvědčily. Spory o to, zda jsou pokusy na živých tvorech nezbytné pro pokrok v medicíně, pro léčbu chorob a záchranu lidských životů, nebo zda představují temnou stránku civilizace, za kterou bychom se měli stydět, pokračují dodnes. Je o čem diskutovat, protože každý rok se používá na světě k pokusům více než 100 milionů nejrůznějších obratlovců – rybami počínaje a primáty konče.

Třikrát „R“

Milníkem pro experimenty na zvířatech se stala v roce 1959 publikace The Principles of Humane Experimental Technique. Zoolog a psycholog William Russell v ní spolu s mikrobiologem Rexem Burchem formulovali princip „tří R“. Za těmito písmeny se skrývají anglická slova replacement čili náhrada, reduction čili omezení a refinement čili zjemnění. Russell a Burch požadovali, aby tam, kde je to jen trochu možné, nahradily pokusy na zvířatech jiné metody testování. Tam, kde to možné není, by pak měli vědci experimentovat na zvířatech v co nejmenším rozsahu a co nejšetrněji.

V duchu prvního R například už nahradily v řadě experimentů zvířata buňky pěstované v laboratořích. O vlastnostech některých látek se vědci hodně dozvědí bez toho, že by je museli podávat zvířatům. Pomohou si například tím, že interakce zkoumaných látek s molekulami přítomnými v organismu modelují na počítačích. Požadavky druhého R se daří naplnit například použitím geneticky modifikovaných zvířat. Nejznámějším příkladem jsou „onkomyši“, které mají cílenými zásahy do dědičné informace zvýšenou citlivost k látkám vyvolávajícím nádorové bujení. Pro odhalení rakovinotvorných látek na onkomyších je tedy potřeba mnohem méně zvířat.

O snížení potřeby pokusných zvířat se ale rozhoduje i mimo laboratoře. Vědci by neměli zveřejňovat jenom své úspěchy, ale také výsledky neúspěšných experimentů. Jejich kolegům by se tak dostalo varování, že tudy cesta nevede, a nemuseli by se o tom dozvídat až na základě vlastních neúspěšných experimentů. Neušetřily by se jen finance a čas, ale také zvířata použitá ke zbytečně opakovaným pokusům.

Pro třetí R vytvářejí příhodné podmínky například nové zobrazovací techniky, které dovolují sledovat aktivity mozku bez toho, že by zvířeti musely být zavedeny do nervové tkáně elektrody. Nedávno tak vědci nahlédli do mysli psů pomocí bezbolestné techniky funkční magnetické rezonance. Psům takové vyšetření zjevně nevadilo a někteří se na ně dokonce těšili.

Nemoci ve zkumavce

V poslední době se pak otevřely vědcům zcela nové možnosti pro výzkum velmi komplikovaných procesů bez použití pokusných zvířat. Jeden z průlomů na tomto poli přinesly indukované pluripotentní kmenové buňky, za jejichž objev získal japonský biolog Šinja Jamanaka v roce 2012 Nobelovu cenu. Technika objevená Jamanakou dovoluje odebrat malý vzorek buněk třeba z kůže, v laboratoři je proměnit na buňky připomínající embryo a z nich pak dále pěstovat různé specializované typy. Díky tomu je možné vyvinout model „nemoci ve zkumavce“.

Pacientovi s dědičnou dispozicí k závažnému onemocnění mozku, řekněme k Alzheimerově chorobě, odeberou vědci malé množství buněk kůže a z nich pak v laboratoři vypěstují neurony. Přitom mohou detailně sledovat, v čem se vývoj takových buněk odlišuje od vývoje neuronů zdravých lidí. Lze pátrat po mechanismech, které činí člověka náchylnějším k chorobě, a po látkách, které by tyto nežádoucí procesy buď alespoň zpomalily, nebo rovnou zcela zastavily.

Orgány na čipech

Ještě větším příslibem jsou „orgány na čipech“. Například „plíce na čipu“ vyvinuté týmem Donalda Ingbera z Harvardovy univerzity jsou velké asi jako mince. Základ tvoří destička z pružného a průhledného polymeru s hustou sítí mikroskopických kanálků. V centrální komůrce čipu rostou na jedné straně porézní membrány buňky získané z výstelky plicních sklípků člověka. Druhou stranu membrány kryje vrstva buněk pocházejících z výstelky lidských cév. Ve zjednodušené verzi se tak v čipu nachází základní „živý modul“ plic, v kterém dochází k přenosu kyslíku ze vzduchu do krve.

Díky čirému polymeru si vědci udržují nad buňkami permanentní kontrolu. Mohou například pustit do čipu viry, bakterie nebo částice nejrůznějšího složení a velikosti a sledovat reakci buněk. Na buňkách plicního sklípku lze zachytit už první příznaky zánětu. Vědci hodnotí i to, zda mikroorganismy nebo částice pronikají z buněk plicních sklípků na druhou stranu membrány a jak jim odolávají buňky z výstelky cév. Z toho pak lze usuzovat, jak snadno a jak rychle by pronikaly v lidském organismu z plic do krve.

„Plíce na čipu“ dokonce dýchají. Přifouknutím nebo odsátím vzduchu v postranních kanálcích se mění tlak vzduchu v centrální komůrce. To nutí buňky, aby se opakovaně napínaly a zase smršťovaly. Navzdory tomu všemu ale samozřejmě mají „plíce na čipu“ ke skutečnému orgánu daleko. Realitě se však blíží mnohem víc než dosud používané buňky pěstované v laboratořích, které nedýchají. V blízké budoucnosti bychom se navíc mohli dočkat i dalších orgánů na čipu. Vědci teď pracují na vývoji ledvin nebo jater.

Testy a experimenty

Laická veřejnost často nerozlišuje mezi testováním a experimenty na zvířatech. Do první kategorie patřily smutně proslulé a dnes již v mnoha zemích naštěstí zakázané testy kosmetických přípravků, při kterých byla přímo na zvířatech zkoušena dráždivost některých látek. Do druhé kategorie se řadí pokusy, které si kladou za cíl odhalit tajemství fungování živočišného organismu a najít lepší léčbu pro nejrůznější choroby a zranění.

Při testech kosmetiky lze kůži živého králíka poměrně snadno nahradit umělou pokožkou z lidských buněk. Zkoumání tak komplikovaných dějů, jako je třeba tvorba a šíření metastáz nádorů, se ale v určité fázi bez pohledu do organismu pokusného zvířete neobejde.

Od dob pochodu britských lékařů Londýnem se změnilo v biomedicíně mnohé, pokusy na zvířatech nevyjímaje. I nadále však platí, že bez pokusů na nich by byl bohužel další výzkum a vývoj léků nemožný. Zatím.

LN, 20.9.2014

Autor, biolog, pracuje ve Výzkumném ústavu živočišné výroby a je profesorem České zemědělské univerzity v Praze