Tkáňové kultury a další in vitro systémy mají velký význam v mnoha oblastech biomedicíny; uplatňují se jak ve výzkumu, tak v diagnostice i léčbě. Protože diferencované eukaryontní buňky si mnohdy i v podmínkách in vitro uchovávají svoje specializované funkce, mohou se použít právě ke studiu buněčných aktivit za kontrolovaných fyzikálních i chemických podmínek – jsou vhodným modelem pro cytofyziologii či biochemii.
Krátkodobé pěstování buněk je nedílnou součástí celé řady cytogenetických vyšetřovacích metod včetně karyotypu. Jsou nezbytné pro dia-gnostiku infekčních chorob především virového původu, ale také pro vyhledávání různých bu-něčných receptorů, antigenů či onkogenů uplatňujících se v imunologii nebo onkologii (např. diagnostika nádorů na základě přítomnosti specifických nádorových antigenů či jiných markerů). Pěstování buněk se stále více uplatňuje i v genovém inženýrství – jednak při studiu DNA a genů vnášených do buněk, jednak v biotechnologiích při přípravě řady biologicky aktivních látek, které nelze získat jinak než jejich produkcí buňkami (např. růstový hormon, lidský inzulín apod.). Bez pěstování buněk in vitro by se neobešla příprava některých očkovacích látek nebo příprava mono-klonálních protilátek, ale ani umělá fertilizace nebo některé případy transplantací (např. příprava vrstvy keratinocytů pro transplantaci kůže). Také buněčné kultury rostlinných buněk mají mnohé využití jak v zemědělství, tak hlavně ve farmaceutickém průmyslu, neboť mohou nahradit v potřebném množství některé vzácné léčivé rostliny.
Buněčné kultury mají též nezastupitelnou úlohu v toxikologii. Hlavním úkolem toxikologie je vypracování testů, které přispívají k odhadu možného rizika pro lidskou společnost (nejen exis-tenci člověka, ale i jeho životní prostředí), která je neustále vystavována vlivu všech nově vyro-bených látek.
Po mnoho let byly hlavním zdrojem toxikologických údajů pouze testy na laboratorních zvířatech, avšak brzy vyvstala nutnost tyto testy regulovat a stanovit jistá pravidla. Počátky orga-nizací zabývajících se právy zvířat sahají až do 19. stolení. Např. ve Velké Británii první zákon o experimentech na zvířatech vznikl již v roce 1876. V první polovině 20. století se pokusy značně rozšířily a začaly se používat i k testování toxicity různých látek, ke stanovení tzv. letální dávky (LD50). Řada takových testů vedla k týrání zvířat, proto od 50. let postupně sílil vůči nim odpor, který v posledních letech vyústil v nová legislativní opatření regulující pokusy na zvířatech. Příkladem současných evropských organizací regulujících tyto pokusy jsou FRAME (Fond pro nahrazení živočichů v lékařských experimentech) ve Velké Británii nebo ZEBET (Centrála pro nahrazení a omezení pokusů na zvířatech) v Německu.
FRAME odmítá extrémní názory hnutí za osvobození zvířat i názory těch, kteří si neumějí představit výzkum bez používání zvířat, bez ohledu na jejich utrpení. Zastávají střední vyvážené pozice, kdy je třeba posuzovat každý experiment samostatně, jednak jeho přínos ve vztahu k vědeckým důvodům, jednak s ohledem, co se děje s používanými zvířaty.
Toxikologické hodnocení nových chemikálií v pokusech na zvířatech je značně časově ná-ročné a drahé, ale také vědecké a etické důvody vedou postupně k vývoji nových alternativních testů nepoužívajících zvířata (http://differentlife.cz/pokusy08.htm). Avšak i tyto alternativní testy musí podléhat legislativním regulacím – v zemích EU platí Directive EC 609/1986, v České re-publice je to zákon 246/1992. Hlavní ideou obou zákonů je pravidlo: pokud je to možné, měl by se použít alternativní test.
19.5.1 Koncepce 3R
Základy současné koncepci alternativ k pokusům na zvířatech položili již v roce 1959 Rus-sell a Burch v knize „Principy humánní experimentální techniky“.
Později modifikovaná defi-nice zní takto: „Alternativy zahrnují všechny postupy, které mohou buď úplně nahradit pokusy na zvířatech, nebo snižovat počet používaných zvířat, nebo alespoň zmenšovat jejich utrpení v pokusech, které podstupují zvířata proto, aby byly uspokojeny základní potřeby člověka nebo jiných zvířat“.
Tato definice zahrnuje všechna 3R prof. Russela z Velké Británie – Replacement (nahra-zení), Reduction (redukci) a Refinement (zmírnění) pokusů se zvířaty. Rovněž vyjadřuje exis-tenci základních potřeb člověka i jiných zvířat, při jejichž uspokojování je použití laboratorních zvířat vědecky i eticky oprávněné. Uplatňování koncepce 3R se týká především toxikologie (mnoho testů na zvířatech není vědecky nezbytných, jen jsou mnoholetým používáním vžité). Cílem různých organizací je testy na zvířatech co nejrychleji nahradit alternativními, spolehlivěj-šími a vědecky podloženými metodami.
Alternativních metod je celá řada:
• využívání dat získaných v pokusech se zvířaty, které byly provedeny v minulosti – je snaha zabránit zbytečnému duplikování experimentů a na druhé straně zajistit dobré plánování expe-rimentů, aby se získalo co nejvíce informací při použití menšího počtu zvířat
• matematické a počítačové modelování – zejména kvantitativních vztahů mezi strukturou a účinkem chemické látky na biologický systém; modely molekulární struktury či fyziologických a biokinetických procesů jsou stále propracovanější a mohou dobře sloužit pro vědu i výuku něktpoužíváerých dějů, které se dříve studovaly na celých zvířatech.
• používání nižších (bezobratlých) živočichů – tyto organismy nejsou zahrnuty v zákoně na ochranu zvířat pod pojmem laboratorní zvíře, přitom na buněčné a molekulární úrovni mají mnoho společného s vyššími živočichy.
Např. baktérie se užívají v genotoxických testech, pr-voci v testech cytotoxicity, kvasinky v testech fototoxicity, láčkovci k určování teratogenů, hmyz je používán často v základním výzkumu. Příkladem alternativního testu na pyrogennní působení různých léků i jiných terapeutických sloučenin je LAL TEST. Jestliže je některý roz-tok kontaminován určitými bakteriemi (i mrtvými), může při nitrožilní aplikaci způsobit paci-entům horečku. Tuto horečku způsobují pyrogenní endotoxiny pocházející z bakteriální bu-něčné stěny. Dříve se k testování pyrogenů používali králíci (3 na 1 test), kterým byla vpicho-vána testovaná látka, poté se u nich pozorovaly příznaky horečky. Nyní se používá krev kraba Limulus – po odebrání vzorku krve jsou krabi opět vypouštěni zpět do přírody. Při testu je ma-lé množství testované látky inkubováno ve zkumavce se stejným množstvím krevního extraktu (LAL je extrakt bílých krvinek). Za přítomnosti bakteriálního endotoxinu, vzniknou ve zku-mavce pevné chuchvalce, v negativním případě žádné chuchvalce nevzniknou. LAL test je cit-livější než test s králíky a je též ekonomičtější, vhodnější a spolehlivější.
• používání časných vývojových stádií obratlovců – embryonální a larvální stádia vývoje živo-čichů se také nepovažují za laboratorní zvířata; např. kuřecí chorioalantoidní membrána je využívána jako alternativa k testu oční iritace.
• in vitro metody – lze při nich použít lidských buněk, tkání nebo i celých orgánů, což eliminuje problémy s mezidruhovou variabilitou v případě zvířat jako modelu člověka, na druhou stranu in vitro systémy umožňují lepší sledování a studium interakcí mezi buňkami a tkáněmi na mo-lekulární úrovni. Např. metody buněčných kultur měly pozoruhodný vliv na počet opic použi-tých při výrobě vakcíny proti obrně. Počátkem 70. let bylo v USA každoročně za tímto účelem použito 50 000 opic a kolem 5 000 ve Velké Británii. Vakcina proti obrně je nyní vyráběna pomocí lidských buněčných kultur.
• studie na lidských dobrovolnících – jsou v určitém stádiu vývoje nových léků či kosmetických prostředků nezbytné, ale než se stanou eticky akceptovatelné, musí být podpořeny základními informacemi získanými pomocí jiných alternativních testů.
Žádné komentáře:
Okomentovat