Использование мини-свиней в оценке биомедицинской безопасности

Биоэтическая парадигма ориентирует на ограничение использования в биомедицинских технологиях целого ряда животных (обезьяны, собаки и т.д.) и поиску других животных-моделей.

В начале 1990-х гг. мини-свиньи были введены в эксперименты по токсикологии как альтернатива видам не грызунам. Основной причиной для введения была реализация многих биохимических, анатомических и физиологических черт, схожих с человеком, относительно других видов не грызунов. Мы считаем необходимым дать более подробную характеристику использования мини-свиней, как принятых в международной биомедицинской практике животных-моделей.

Фармакокинетические исследования легко проводятся на мини-свиньях с повторяющимся забором образцов крови или образцов других видов жидкостей из тела или тканей.

Администрирование доз и техника взятия проб – это оральные процедуры с использованием желудочного зонда или дозировки диеты с добавлением медикаментов в корм. Дозирование с помощью желудочного зонда у конвенциональных животных может вызвать стресс у животных. В виду анатомических и физиологических сходств кожи у человека и мини-свиньи весьма полезны для исследований кожи. Эта процедура используется в токсикологических исследованиях кожи для острой токсичности и в процедуре повторяющихся доз, исследованиях дермальной абсорбции, исследованиях фототоксичности и исследованиях фоточувствительности. Парентеральные дозы могут быть применены в виде инъекций внутримышечно, подкожно, внутрикожно и внутривенно. Последнее может быть выполнено или с помощью введения большого количества жидкости (болюсов), или как продолжающиеся внутривенные инфузии. Детально продолжающиеся внутривенные инфузии были описаны, также как и хирургическая подготовка для применения продолжающихся внутривенных инфузий. Другие процедуры, такие как носовые дозировки или дозировки ингаляций также были успешно применены на мини-свиньях.

Наблюдения, требуемые в тестах на токсичность, такие как клинические симптомы, вес тела, офтальмоскопия и электрокардиография являются рутинными процедурами в тестах на токсичность, проводимых на мини-свиньях.

Репродуктивная токсикология. Как известно, в тестах на репродуктивную токсичность обычно используют два вида животных: грызуны и не грызуны. Обычно используют крыс и кроликов. Мини-свиньи могут быть альтернативным видов в тератогенетических и репродуктивных исследованиях, когда традиционные виды, такие как мыши, крысы, кролики, являются неподходящими. Нечеловекообразные обезьяны имеют ограничения по количеству и сохранности и, главным образом, из-за того, что они приносят только одного детеныша. Мини-свиньи соответствуют SPF-стандартам, относительно недороги и имеют сходные с человеком анатомические и физиологические особенности. Репродуктивные характеристики светлогорских мини-свиней были описаны совместно с протоколом тератогенетических тестов и записями контрольных данных. Протокол тестирования может быть кратко описан следующим образом. Половой зрелости светлогорские мини-свиньи достигают в 8-месячном возрасте. Обычно самый хороший возраст для включения в эксперимент 8-12 месяцев. Тератогенетические исследования длятся от начала имплантации (день 11) до закрытия жесткого нёба (день 35), включая беременность.

Могут быть использованы различные процедуры наблюдения. Наиболее широко применяют оральные процедуры, но может быть также применена процедура продолжающихся внутривенных вливаний. Беременность может контролироваться ультрасонографией на 4-5 неделе беременности. Свиней забивают на 110-112 день беременности. Так как вес плода составляет 300-450 г, возможно, провести полную аутопсию эмбрионов. Обычно протокол включает эмбриональные исследования после изъятия из матки и окраску скелета. Для изучения скелета можно добавить рентген, так как кости скелета и плотность костей лучше визуализируются, чем при окрашивании ализарином. Сетлогорские мини-свиньи весьма подвержены тератогенетическим эффектам третиноина с пороками развития, похожими на тератогенетический эффект ретиноловой кислоты у людей.

Светлогорские мини-свиньи полезны как модель изучения эффектов мужского оплодотворения. Показано, что самцы мини-свиней более подвержены химическим воздействиям с побочными (вредными) эффектами на способность оплодотворения, чем самцы крыс. Мини-свиньи имеют большее сходство с человеком в норме оплодотворения, проценте морфологически ненормальной спермы, проценте спермы со способностью к движению и вероятностью крипторхизма.

Ювенильные исследования были введены в доклинические программы, так как некоторые лекарства являются проблемными для детей без проверки безопасности их использования в аналогичной возрастной группе. Стандарт доклинических исследований должен включать профиль безопасности для всех педиатрических групп, особенно в реакциях развивающегося мозга, дыхательной системы, почек, репродуктивной и иммунной систем. Это послужило мотивировкой в США и Евросоюзе по разработке руководства для доклинических исследований на ювенильных животных для фармацевтики педиатрических показателей. Традиционно, крысы и собаки, но не свиньи являлись видами, выбираемыми для исследований.

Оценка годности мини-свиней для такого рода исследований была проведена учеными разных стран. Протоколы для проведения ювенильных исследований включают подсадку всех животных к одной матери для того, чтобы избежать эффекта случайности. Подсадка молодняка мини-свиней для подготовки ювенильных токсикологических исследований является важной практикой подготовки для последующего содержания в лаборатории тестирования. На ювенильных мини-свиньях проводят такие исследования, как оральное или парентеральное дозирование, офтальмоскопия, ЭКГ и повторяющийся забор проб крови для клинической патологии и токсикокинетики. Имплантация венозных портов для ежедневной внутривенной дозировки была удачной, начиная с 7 дня и далее. Клинико-патологические данные очень важны, так как многие стандартные параметры изменяются с возрастом.

Правовые вопросы. Свиньи и мини-свиньи, как модель в тестах на токсичность фармацевтических и других химических веществ, в настоящее время принята в Японии, ЕС и США. Свиньи и мини-свиньи особенно упоминаются как потенциальный вид не грызунов в руководствах Японии и Канады. Свиньи и мини-свиньи внесены в руководство OECD 409.

Таким образом, мини-свиньи являются полезным видом не-грызунов в исследовании безопасности лекарств. Однако, отбор наиболее подходящих видов, является комплексным. Многие фармацевтические предприятия содержат собак, как первый выбор и исходят от собак при своих оценках. Мини-свиньи могут быть коммерчески неподходящими животными в основном из-за живого веса, так как они требуют большего количества тестов. Светлогорские мини-свиньи выращиваются в соответствующих условиях, которые обеспечивают в результате должный иммунологический статус. Реальной отдачей для фармакологии и токсикологии является то, что выбор мини-свиней для оценки лекарств имеет биоэтические, аллометрические, таксономические и экстраполяционные преимущества.