Обзор новостного письма компании Ellegaard Göttingen Minipigs A/S

М.А. Ковалева, канд. биол. наук, ст. Научный сотрудник, руководитель научно-методической группы,  ORCID 0000-0002-0740-9357,
Санкт-Петербургский институт фармации

188663, Россия, Ленинградская обл., Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, ул. Заводская, 3, к. 245

Е-mail: kovaleva.ma@doclinika.ru

Сегодня ученые всего мира стараются минимизировать число позвоночных животных в исследованиях. Однако полностью исключить из медико-биологических исследований лабораторных животных не представляется возможным. Наиболее распространенные виды лабораторных животных – грызуны (мыши и крысы).

В мире крайне мало исследовательских центров, которые занимаются разведением других видов животных с их участием. Одним из таких центров является Ellegaard Göttingen Minipigs A/S (Денмарк, Дания). Задача этой организации – обеспечение доклинических исследований таким видом лабораторных животных, как карликовые свиньи, с контролируемым микробиологическим статусом, а также распространение знаний о них и обмен опытом с учеными по всему миру. Особое внимание Центр уделяет вопросам благополучия животных и созданию оптимальных условий окружающей среды.

Исследовательский центр Ellegaard Göttingen Minipigs A/S (далее – компания Ellegaard) был основан Ларсом Эллегаардом. Его создание было обусловлено необходимостью проведения медико-биологических исследований не только на грызунах. Такая тест-система должна была иметь сходство с человеком, быть достаточно простой в содержании и уходе, иметь подтвержденный статус здоровья.

В 1992 г. Л. Эллегард заключил соглашение с Университетом Георга-Августа в Геттингене, и методом кесарева сечения было получено первое поколение Геттингенских карликовых свиней с контролируемым микробиологическим статусом. В 1998 г. Л. Эллегард получил аккредитацию AAALAC.

В компании Ellegaard создан комитет по благополучию животных, который контролирует, чтобы воспроизведение карликовых свиней выполнялось в соответствии с национальными и европейскими требованиями, а также внутренними документами и принципами, которые включают гуманное обращение с животными. Один из членов комитета должен быть не связан с деятельностью компании и не являться родственником сотрудника компании. Комитет собирается 2 раза в год. Основные функции, возложенные на комитет:

  • надзор и оценка программы по уходу за животными;

  • осмотр барьерных сооружений с акцентом на благополучие животных;

  • обзор и оценка внутренних стандартных операционных процедур (СОП) для производства и разведения карликовых свиней;

  • рассмотрение новых предложений, влияющих на благополучие животных.

Специалисты Центра  Ellegaard  ежеквартально осуществляют выпуск новостных писем, в которых представляют наиболее интересные материалы, опубликованные в научной литературе, в частности об исследованиях с использованием карликовых свиней.

В новостном письме Ellegaard № 56 (зима 2019 г.) приводится информация о возможности использования карликовых свиней для изучения влияния лекарственных препаратов на репродуктивную систему, а именно анализ эмбрио- и фетотоксичности (авторы: Anette Blak Grossi, Celine Pique, Edward Marsden, Sisse Ellemann-Laursen).

Согласно современным представлениям, для изучения эмбрио- и фетотоксического действия новых лекарственных средств требуется 2 вида животных (грызуны и негрызуны). Исторически сложилось мнение о возможности включения в такие исследования в качестве грызунов крыс, а негрызунов – кроликов (согласно OECD 414). Со временем представления о необходимости включения того или иного вида животных в исследования менялись. Также было установлено, что для изучения ряда препаратов данные лабораторные животные (крысы и кролики) не подходят, что связано с существенными отличиями их метаболизма по сравнению с таковым у человека. В таких случаях карликовые свиньи являются подходящей альтернативной моделью для проведения доклинических исследований по изучению эмбрио- и фетотоксичности. Тем не менее, при включении карликовых свиней в исследование биоэтической комиссии должно быть представлено научное обоснование причин выбора данного вида животных.

Следует отметить, что карликовые свиньи как альтернативный грызунам вид лабораторных животных имеют ряд преимуществ перед последними. Справочная информация для проведения исследования изучения эмбрио- и фетотоксичности представлена в таблице.

 

Справочная информация

Характеристика

Длительность

Половая зрелость

5 мес

Имплантация

11-й день гестации

Закрытие твердого неба

35-й день гестации

Продолжительность цикла

21–22 дня

Длина эструса

3 дня

Продолжительность беременности

114–116 дней

 

Так, например, половая зрелость у животных достигается в возрасте 5–6 мес, средняя продолжительность беременности составляет 115 дней, а размер помета обычно – 4–6 поросят, а у первородящих – до 9 поросят. Для сравнения, обезьяна Cynomolgus достигает половой зрелости значительно позже, в возрасте 2,5–6 лет, продолжительность беременности – около 165 дней, причем, как правило, потомство составляет только 1 особь. Существуют также важные этические проблемы, связанные с использованием большого числа нечеловекообразных приматов для изучения репродуктивной и ювенильной токсичности. Собаки (бигль) также являются хорошей альтернативной тест-системой по нескольким причинам. Во-первых, это масса тела (приблизительно 10–14 кг), во-вторых, продолжительность беременности – в среднем 63 дня, в-третьих, размер помета, сопоставимый с таковым у карликовых свиней. Но из-за длительного периода диэструса в исследование необходимо вводить большое число дополнительных животных. Особенности строения плаценты мини-свиней позволяют изучать эмбрио- и фетотоксичность не всех лекарственных средств, что также следует учитывать на этапе планирования исследования.

Обычно в дизайн исследования по изучению фето- и эмбриотоксичности включают 18 самок карликовых свиней. Важно, чтобы эструс у всех животных был синхронизирован. Для этих целей животным 18 дней вводят Regumate® (11 мг Altrenogest/ животное). Для каждой самки проводят не более 3 успешных спариваний; 1-е считается нулевым днем гестации. Целесообразно проводить предварительные исследования для определения доз изучаемых препаратов в основном исследовании, рекомендовано проведение дополнительных токсикокинетических исследований в рамках изучения влияния препаратов на репродуктивную функцию.

Особенность участия карликовых свиней в исследованиях – возможность выполнения кесарева сечения и получения промежуточных данных. Доказано, что грамотно выполненная процедура не влияет на получаемые данные. Несмотря на все преимущества использования данного вида животных, есть и существенные недостатки. На сегодняшний день недостаточно ретроспективных данных, позволяющих оценить частоту возникновения спонтанных врожденных пороков развития у Геттингенских карликовых свиней. Тем не менее, работа с данным видом животных и их систематическое изучение позволит создать банк данных с подробным описанием особенностей биологии свиней.

Введение препаратов обычно начинают на 11–35-й дни гестации. Беременные свиньи весят 18–23 кг, что позволяет применять любые пути введения тестируемых препаратов. Для оптимизации исследований, а также снижения финансовых затрат специалисты Charles River в ходе исследования внедрили в практику возможность получения промежуточных данных путем осуществления кесарева сечения на 60–110-й дни гестации. На этой стадии беременности плод карликовой свиньи соответствует доношенному плоду кролика, следовательно ресурсов и финансовых затрат на гистологическое исследование требуется меньше. Также данный метод позволяет выполнять более детальные исследования, окрашивая хрящевую и костную ткани.

Информационное письмо содержит также ссылки на новые научные публикации о Геттингенских карликовых свиньях, которые будут полезны всем ученым, работающим с данным видом животных (см. ниже).

Hey A, Hill M, Calonder C, et al. "Simulect" as a model compound for assessing placental transfer of monoclonal antibodies in minipigs. Reprod Toxicol. 2019; Nov 4. [Epub ahead of print] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31698003

Viuff BM, Straarup EM, Nowak J, et al. Lipid Embolism in Obese Gцttingen Minipigs. Toxicol Pathol. 2019; Oct 23. [Epub ahead of print] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31645215

Soegaard S, Aarup V, Serup J, et al. High-frequency (20 MHz) high-intensity focused ultrasound system for dermal intervention: A 12-week local tolerance study in minipigs. Skin Res Technol. 2019; Sep 20. [Epub ahead of print] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31541524

Paradis FH, Downey AM, Beaudry F, et al. Interspecies Comparison of Control Data from Embryo-Fetal Development Studies in Sprague-Dawley Rats, New Zealand White Rabbits, and Gцttingen Minipigs. Int J Toxicol. 2019;Aug 30. [Epub ahead of print] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31470750

Negro Silva LF, Li C, de Seadi Pereira PJB, et al. Biochemical and Electroretinographic Characterization of the Minipig Eye in the Context of Drug Safety Investigations. Int J Toxicol. 2019; 38:415-422 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31470746

Bergadano A, Amen EM, Jacobsen B, et al. A minimally-invasive serial cerebrospinal fluid sampling model in conscious Gцttingen minipigs. J Biol Methods. 2019; 6(1):e107 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31453257

Eddleston M, Clutton RE, Taylor M, et al. Efficacy of an organophosphorus hydrolase enzyme (OpdA) in human serum and minipig models of organophosphorus insecticide poisoning. Clin Toxicol (Phila). 2019;Aug 27. [Epub ahead of print] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31452424

Thompson A, Dunn M, Jefferson RD, et al. Modest and variable efficacy of pre-exposure hydroxocobalamin and dicobalt edetate in a porcine model of acute cyanide salt poisoning. Clin Toxicol (Phila). 2019;Aug 7. [Epub ahead of print] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31389254

Gad SC, Sullivan DW Jr, Mujer CV, Spainhour CB, Crapo JD. Nonclinical Safety and Toxicokinetics of MnTE-2-PyP (BMX-010), a Topical Agent in Phase 2 Trials for Psoriasis and Atopic Dermatitis. Int J Toxicol. 2019;38:291-302 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31333066

Leonhдuser D, Kranz J, Leidolf R, et al. Expression of components of the urothelial cholinergic system in bladder and cultivated primary urothelial cells of the pig. BMC Urol. 2019;Jul 9;19(1):62. doi: 10.1186/s12894-019-0495-z. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31288793

Jones K, Harding J, Makin A, Singh P, Jacobsen B, Mikkelsen LF. Perspectives From the 12th Annual Minipig Research Forum: Early Inclusion of the Minipig in Safety Assessment Species Selection Should be the Standard Approach. Toxicol Pathol. 2019;47:891-895 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31280706

Sievert KD, Daum L, Maurer S, et al. Urethroplasty performed with an autologous urothelium-vegetated collagen fleece to treat urethral stricture in the minipig model. World J Urol. 2019;Sep 9. [Epub ahead of print] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31502031

Rasmussen BS, Sшrensen CL, Kurbegovic S, et al. Cell-Enriched Fat Grafting Improves Graft Retention in a Porcine Model: A Dose-Response Study of Adipose-Derived Stem Cells versus Stromal Vascular Fraction. Plast Reconstr Surg. 2019;144(3):397e-408e https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31461016

Soukup P, Maloca P, Altmann B, Festag M, Atzpodien EA, Pot S. Interspecies Variation of Outer Retina and Choriocapillaris Imaged With Optical Coherence Tomography. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2019;60:3332-3342 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31370061

Rupniak NMJ, Katofiasc MA, Marson L, Ricca DJ, Thor KB, Burgard EC. Prokinetic effects of the neurokinin NK2 receptor agonist [Lys5, MeLeu9,Nle10]-NKA(4-10) on bladder and colorectal activity in minipigs. Neuropeptides. 2019;77:101956 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31324387

Мы благодарим Исследовательский центр Ellegaard Göttingen Minipigs A/S и лично Lars Friis Mikkelsen за предоставленный материал.

С информацией о компании вы можете ознакомиться на сайте https://minipigs.dk/

Оригинальный текст новостного письма доступен https://www.yumpu.com/en/document/read/62960851/newsletter-56

Вас может заинтересовать