Laboratórne myši patria medzi najpoužívanejšie modely v biomedicínskom výskume. Nová genetická analýza však naznačuje, že pri nich môže byť problém oveľa väčší, než sa doteraz predpokladalo: približne polovica skúmaných myších línií sa nezhodovala s tým, ako boli opísané. Takéto nesúlady môžu podľa vedcov ohrozovať reprodukovateľnosť štúdií aj závery, ktoré z nich vychádzajú.
Genetic survey exposes flaws in widely used mouse models.
Štúdia publikovaná v časopise Science preskúmala stovky myších kmeňov distribuovaných po svete na výskumné účely. Výsledok bol pre mnohých odborníkov varovaním. Ako upozorňuje imunológ Daniel Rawle z QIMR Berghofer v Brisbane, ak vedci presne nepoznajú genetiku myší, ktoré používajú, môžu nesprávne interpretovať, ako choroby v skutočnosti fungujú.
Rawle má s podobným problémom aj osobnú skúsenosť. V štúdii z roku 2022 jeho tím zistil nezrovnalosti v genotypoch myší, ktoré mali byť upravené tak, aby im chýbal imunitný proteín granzyme A. Chyba viedla k mylnému dojmu, že vyradenie génu pre granzyme A chráni myši pred ťažkou formou artritídy vyvolanej infekciou vírusom chikungunya.
Podľa Fernanda Parda-Manuela de Villenu z University of North Carolina at Chapel Hill, ktorý viedol dnešný projekt, môžu podobné problémy vzniknúť najmä pri prenášaní genetickej úpravy, napríklad knockoutu génu, z jedného myšieho kmeňa do druhého. Inbredné myši používané v experimentoch majú rôzne genetické pozadia a jednotlivé kmene sa využívajú v odlišných oblastiach výskumu. Ak sa genetická zmena prenáša krížením, proces môže trvať 10 až 20 generácií a vyžaduje veľmi presné vedenie záznamov. Ak sa niekde urobí skratka, v recipientskom kmeni môže zostať časť pôvodnej genetickej variability.
Aby vedci zistili, aký veľký je tento problém, analyzovali genómy stoviek myších kmeňov pochádzajúcich zo živých kolónií spravovaných sieťou Mutant Mouse Research and Resource Centers (MMRRC). Táto sieť vznikla v roku 1999 pod hlavičkou US National Institutes of Health s cieľom uchovávať a zdieľať kmene vytvorené výskumníkmi financovanými z federálnych zdrojov. Tím použil genotypizačnú platformu navrhnutú tak, aby rozlišovala medzi jednotlivými myšími kmeňmi, a preskúmal 611 vzoriek zo 341 kmeňov udržiavaných v zariadení MMRRC na University of North Carolina. Analýza ukázala, že 47 % kmeňov sa nezhodovalo s tým, ako boli opísané.
Význam zistenia presahuje samotné myši. V biomedicínskom výskume sa na zvieracích modeloch často testujú mechanizmy chorôb, účinky génových zásahov aj potenciálne liečby. Ak je však genetické pozadie modelu iné, než sa uvádza, výsledky môžu byť ťažšie porovnateľné a niekedy aj zavádzajúce. To je dôležité najmä v oblastiach, kde sa drobný rozdiel v genetike môže prejaviť na imunitnej odpovedi, priebehu choroby alebo reakcii na liečbu.
Prečo sú myšie kmene pre výskum také dôležité
Myši sa v laboratóriách používajú preto, že ich genetika sa dá relatívne presne kontrolovať a porovnávať. Rôzne kmene však nie sú totožné: majú odlišné genetické pozadie, ktoré môže ovplyvniť výsledok experimentu. V praxi to znamená, že rovnaká genetická úprava sa môže správať inak v dvoch rôznych kmeňoch.
Snímka zobrazuje: C57BL/6 mice, such as the one pictured here, are commonly used in animal research. Credit: Dani Maver/Alamy.
Práve preto sa pri práci s modelovými organizmami kladie veľký dôraz na presné označovanie, archiváciu a sledovanie pôvodu zvierat. Ak sa tieto kroky zanedbajú, môže sa stratiť istota, čo presne daný model reprezentuje.
Ako vznikajú genetické nezrovnalosti
V tomto type výskumu sa často používa tzv. knockout, teda vyradenie konkrétneho génu. Ak sa takáto zmena prenáša do iného kmeňa, musí sa zviera opakovane krížiť počas mnohých generácií, aby sa genetické pozadie čo najviac zjednotilo. Ide o zdĺhavý a nákladný proces, ktorý si vyžaduje dôslednú kontrolu.
Ak sa proces neukončí úplne alebo sa pri ňom urobí chyba, v novom kmeni môžu zostať úseky DNA z pôvodného donorového kmeňa. Výsledkom je model, ktorý sa navonok javí ako dobre definovaný, no geneticky je zložitejší, než naznačuje jeho názov.
Čo znamená problém s reprodukovateľnosťou
Reprodukovateľnosť je základom vedeckého výskumu: iný tím by mal pri podobnom postupe dospieť k porovnateľným výsledkom. Ak sa však používa nesprávne označený alebo geneticky nečistý model, výsledky sa môžu líšiť už len preto, že experiment v skutočnosti nepracuje s tým istým organizmom.
V biomedicíne to môže mať osobitnú váhu. Záver o tom, či určitý gén chráni pred chorobou, zhoršuje jej priebeh alebo mení odpoveď na infekciu, môže byť postavený na modeli, ktorý nie je geneticky taký, ako sa predpokladalo. To neznamená, že všetky staršie štúdie sú automaticky nesprávne, ale znamená to, že ich výsledky treba čítať opatrne.
Hoci ide o problém laboratórnych zvierat, dôsledky sa môžu preniesť až do medicínskeho výskumu. Myšie modely sa používajú na pochopenie chorôb, ktoré sa potom skúmajú aj u ľudí. Ak je model nepresný, môže to spomaliť vývoj liečby alebo viesť k nesprávnym interpretáciám biologických mechanizmov.
V širšom zmysle je táto štúdia pripomienkou, že kvalita dát nezačína až pri analýze výsledkov, ale už pri samotnom materiáli, s ktorým vedci pracujú. Pri modelových organizmoch to platí dvojnásobne.
Čo zostáva otvorené
Štúdia ukazuje rozsah problému v jednej veľkej zbierke myších kmeňov, no sama osebe nerieši, ako často sa podobné nezrovnalosti vyskytujú v iných chovoch alebo laboratóriách. Zostáva tiež otázkou, ktoré konkrétne typy experimentov sú týmto problémom najviac ohrozené a ako rýchlo sa dá prax zlepšiť.
Isté je zatiaľ najmä to, že presné genetické overovanie modelov je pre moderný biomedicínsky výskum kľúčové. Táto štúdia je ďalším upozornením, že aj dobre zavedené laboratórne nástroje si vyžadujú priebežnú kontrolu.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívne
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
