نحوه کار با حیوانات آزمایشگاهی مدل برای تحقیقات بیولوژی
موضوع این مقاله جامع آموزشی، اصول کار با حیوانات آزمایشگاهی و مقرراتی که برای آسیب کمتر به آنها تنظیم شده است را یاد می گیریم. همچنین مروری مختصر بر نحوه کار با حیوانات مدل مختلف را نیز خواهیم داشت.
مقررات و اصول کار با حیوانات آزمایشگاهی و استفاده از روش های جایگزین
از بین بردن یا کشتن یک موجود زنده هرچند به بهانه های علمی و تحقیقاتی می تواند خیلی آزار دهنده باشد. برای همین تا جایی که امکان دارد، سعی در عدم کشتن این حیوانات وجود دارد. در این مقاله قصد داریم در خصوص تلاش های پژوهشگران برای رعایت اخلاق آزمایشگاهی و روش های کاربردی جایگزین کشتن حیوانات صحبت کنیم. همچنین به صورت مختصر با روش های کار با حیوانات آزمایشگاهی آشنا خواهید شد.
اصول اخلاقی برای کار با حیوانات آزمایشگاهی و کاهش آسیب به آنها
اصل جایگزینی
یکی از تلاش ها برای از بین بردن کمتر حیوانات آزمایشگاهی اصل جایگزینی است. استفاده از مدل بی جان به جای حیوان زنده در همه یا بخشی از مراحل پروژه تحقیق را جایگزینی می گویند. جایگزینی می تواند نسبی باشد، یعنی برای بدست آوردن بافت زنده برای محیط کشت باید از حیوان زنده استفاده کرد ولی سایر مراحل در محیط آزمایشگاهی انجام می شود.
روش های جایگزینی
- کشت بافت
- اندام پرفیوژ شده
- برش های بافتی
- بخش هایی از سلول و اجزای سلول
- استفاده از مدل ها و آنالیزهای رایانه ای
این روش کار با حیوانات آزمایشگاهی، برای مطالعات بافت سلول و اجزای آن می تواند سودمند باشد و در وقت هم صرفه جویی می شود و مکمل نتایج تحقیقات روی حیوان است.
اصل کاهش
کاهش، دومین روش مراقبت در کار با حیوانات آزمایشگاهی است. هدف از اصل کاهش به حداقل رساندن حیوان مصرفی است به طوری که به اهداف تحقیق هم لطمه نزند. در واقع یعنی:
- پژوهش ها باید بر اساس اصول علمی و آماری معتبر طراحی شوند.
- حداقل تعداد حیوان مورد نیاز استفاده شود.
- پژوهشها نباید بی دلیل تکرار شوند.
دو نکته مهم در مورد اصل کاهش
1- کاهش تعداد حیوان نباید باعث افزایش درد و زجر در بقیه حیوان های مورد استفاده شود.
2- تعداد حیوان مورد نیاز باید بر اساس برآوردهای آماری – نه کمتر و نه بیشتر- محاسبه شود.
اصل بهبود یا اصلاح
اصل سوم بر بهینه سازی روش های کار با حیوانات آزمایشگاهی تاکید دارد، به طوری که به کم شدن درد و اضطراب حیوان ها، ناشی از روشهای غیراخلاقی کمک می کند. به عنوان مثال روش های خونگیری، نگهداری و پرورش، مراقبت های پس از جراحی و … باید با کمترین اذیت و آزار، درد و استرس انجام شود.
دو نکته کلیدی اصل بهبود یا اصلاح
1- ارزیابی اثر روشهای تجربی روی سلامت حیوان
2- استراتژی حذف یا کاهش این اثرها
مثلا با توجه به بهبود امکانات و پیشرفت ها بسته به نوع پژوهش می شود با عکس برداری به صورت اولتراسونوگرافی و… بدون جراحی ارگانهای داخلی بدن را بررسی کرد و در صورت نیاز به جراحی می شود درد و استرس را با بیهوشی همراه با آرامبخشی و بی حسی به حداقل ممکن رساند. همینطور اگر حتما به لاشه ی حیوان نیاز داریم، می شود طبق دستورالعمل های مصوب، حیوان را با کمترین درد از بین برد.
شرایط ماکرو
هنگام کار با حیوانات آزمایشگاهی، باید بدانیم شرایط نگهداری حیوانات هم باید مناسب باشد. به متغیرهای محیطی مثل دما، رطوبت نسبی، نور، تهویه و صوت، شرایط ماکرو می گویند که باید در حیوان خانه ثابت نگه داشته بشوند.
- دما بین 26-19 درجه سانتیگراد کنترل شود ولی مناسبترین دما 21 درجه سانتیگراد است.
- رطوبت نسبی بین 70-30 درصد باشد ولی بهترین رطوبت 50 درصد است.
- حداکثر شدت نور برای حیوانات آلبینو و غیرآلبینو به ترتیب 325 و 400-350 لوکس باشد. همچنین شدت نور در اتاق بیوپسی یا جراحی500 لوکس باشد.
- حداکثر شدت صوت در اتاق های تکثیر حیوانات باید 85 دسیبل باشد. خیلی از گونه ها نسبت به صدا حساس هستند. مثلا در سر و صدای زیاد تولید مثل رت ها متوقف می شود و خرگوش ممکن است به خودش آسیب برساند!
بحث نگهداری و کار با حیوانات آزمایشگاهی(نحوه کار با حیوانات مدل) بسیار گسترده و مهم است. باید بدانید که خیلی اوقات نتیجه نگرفتن در آزمایش ها می تواند به دلیل بی توجهی به همین نکات باشد که باعث از دست رفتن وقت، انرژی، مواد و بی حاصل بودن کار می شود. در بررسی متغیرها برای هر آزمایشی حتما به شرایط حیوانی که با آن کار می کنید هم توجه کنید.
برای آموزش کار با حیوانات آزمایشگاهی می توانید در كارگاه كار با حیوانات آزمایشگاهی و كارآموزی كار با حیوانات آزمایشگاهی از طریق لینک دوره های آموزشی تخصصی آزمایشگاه اقدام نمایید
آموزش کار با حیوانات آزمایشگاهی
سوال مطرح شده این است که منبع تهیه ی بافت و سلول ها برای کار با حیوانات آزمایشگاهی چیست؟
در اینجا با چند حالت مواجه می شویم. یا سلول و بافت انسانی است و یا جانوری. گاهی هم یک سویه ی خاص آزمایشگاهی از یک سلول ویژه است که با آنها سر و کار داریم. اگر بافت انسانی باشد باید به بیمارستان ها یا کلینیک ها مراجعه کنیم تا بافت مورد نظر را در اختیارمان بگذارند و بتوانیم سلول را در آزمایشگاه خودمان از آن بافت جدا کنیم. اگر هم قرار باشد با سویه ی خاص سلولی کار کنیم، عموما بانک های سلولی آن سویه را بطور خالص در اختیارمان می گذارند.
اما حالت دیگر که بیشترین رواج را خصوصا در آزمایشگاه های دانشجویی دارد، جداسازی بافت یا نمونه از یک حیوان آزمایشگاهی است. در این حالت دیگر بیمارستانی درکار نیست و خودمان باید برای جداسازی نمونه و بعد از آن کشت و پاساژ سلول اقدام کنیم.بنابراین نیاز است که کار با حیوانات آزمایشگاهی را یاد بگیریم.
بسته به کاری که انجام می دهیم مدل حیوان آزمایشگاهی متفاوت است و طبیعتا کار با هر حیوان، روش و مقتضیات خودش را می طلبد. بنابراین نیاز است نحوه کار با حیوانات مدل مختلف را بیاموزیم.
1- کار با موش آزمایشگاهی
معروف ترین مدل حیوانات آزمایشگاهی، موش آزمایشگاهی است.
روش کار با موش آزمایشگاهی بستگی به این دارد که چه استفاده ای از موش می کنیم. به عنوان مثال برای خون گیری گاهی لازم است که موش حتما بعد از گرفتن خون زنده بماند و ما هم ۱یا ۲ قطره بیشتر به خون موش نیاز نداریم. در این شرایط کمی از نوک دم موش را می بریم و از آن خون استفاده می کنیم (البته که خون حاصل از این روش مخلوطی از خون سیاهرگی و سرخرگی است.).
اگر یرای کار با حیوانات آزمایشگاهی، خون زیادی نیاز داشته باشیم و در نهایت هم بخواهیم موش را حذف کنیم از روش خونگیری از قلب استفاده می کنیم. در این روش موش را تحت بیهوشی عمیق قرار می دهیم و سوزن را از بین دنده های ۵ و ۶ عبور داده و به قلب می رسانیم. چون موش قراراست حذف شود می توانیم که بطور کامل قفسه ی سینه را باز و از آن طریق به راحتی خونگیری را انجام دهیم.
در بسیاری از مواقع لازم است موش آزمایشگاهی را بکشیم و بعدش بافت را از آن جدا کنیم. برخلاف پروسه ی نسبتا خشنی که دارد اما جابجایی ستون فقرات(روش Spinal Dislocation) از اخلاقی ترین روش های تایید شده در آزمایشگاه برای کشتن موش است.
بیشتر بخوانید:
2- کار با رت آزمایشگاهی
رت آزمایشگاهی امروزه به یکی از سودمندترین و مهم ترین حیوان های مورد استفاده در پژوهش های زيستي و پزشكي تبدیل شده و از آنجا که رت با شرایط آزمایشگاهی مختلف هم به خوبی سازش پیدا می کند، برای انجام پژوهش های رفتاری و فیزیولوژیکی خیلی می تواند مناسب باشد. از رت معمولا در مطالعات قلبی عروقي سیستم گردش خون، (غدد درون ریز) هورمون ها و پژوهش های مربوط به تغذیه و سوخت و ساز استفاده می شود.
برعکس اندازه ی بزرگش، رت آزمایشگاهی را می شود به راحتی تحت کنترل گرفت. به محض بیرون آوردنش از محفظه ی نگهداریش باید نوازشش کرد و محکم نگرفتش، بعد روی دست خودتان قرار دهید و از پشت گردنش طوری بگیرید که یک دست و یک پای رت پشت انگشت هاتون بیفتد. حالا به راحتی می توانید کنترلش کنید و تزریقاتتون را انجام دهید!
علامت گذاری هنگام کار با حیوانات آزمایشگاهی:
گاهی لازم است که رت ها را علامت گذاری کنید یا نمونه ی کوچکی را از اندام های بیرونیشون بگیرید. در این مواقع استفاده از بیهوشی عمومی اخلاقی نیست. برای همین رت را داخل محفظه ای که به منبع گاز وصل است قرار می دهند، شیر گاز را کمی باز می کنند تا رت از جنب و جوش زیاد خارج شود و به اصطلاح بی حال شود، بعد با پانچ عموما گوش رت سوراخ می شود و برای نمونه گیری یا علامت گذاری استفاده می شود.
بیشتر بخوانید :
3- کار با خرگوش آزمایشگاهی
با وجود اینکه موش های تراریخت خیلی زیاد به عنوان مدل بیماری های انسان استفاده می شوند، گزارش هایی داریم که علائم پاتولوژیکی مورد انتظار به دنبال جهش هایی که در جوندگان و با هدف ایجاد مدل بیماریهای انسان ایجاد شده، بروز پیدا نکرده. به عنوان مثال بخاطر تشابه ساختاری پروتئین های ماهیچه قلب انسان و خرگوش، شباهت بین جهش های فنوتیپی انسان و خرگوش خیلی بیشتر از انسان و جوندگان است.
از کاربردهای خرگوش آزمایشگاهی در مطالعه ی بیماری های انسان می شود به بعضی از سرطان ها مثل تومور 2-VX نفروبالستوما، فیبرومای بدخیم و لوسمی لنفوبالستیک، بیماریهای عفونی مثل عفونت روده با منشا کمپیلوباکتر ژژونی، شاگاس و آنسفالی ناشی از ویروس تبخال، بیماریهای قلب و عروق مثل سختی عروق یا آترواسکلروزیس و به پژوهش های پوستی و بیماری سل هم اشاره کرد.
خرگوش آزمایشگاهی بخاطر حمل و نقل راحت و امکان خونگیری با حجم زیاد به عنوان مدل آزمایشگاهی در مطالعات تولید آنتی بادی پلی کلونال هم استفاده می شود. بهترین سن برای توليد مثل خرگوش ها 5 ماهگی تا 3 سالگیشون است. ولی این نکته را باید یادمان باشد که هر خرگوش نر نبايد بيشتر از 5 بار در هفته برای توليد مثل استفاده شود.
برای کار با خرگوش آزمایشگاهی یا نقل و انتقالش نبايد آن را از ناحيه گوش يا پاها گرفت چون اين مساله باعث زخمی شدنشان می شود. بايد پوست ناحيه گردن را با يک دست و شکم و پا ها را هم با دست ديگر گرفت. طوری که سر حيوان زير بغل فردی که می خواهد با آن کار کند قرار بگیرد. خرگوش های کوچک را می شود از ناحيه کمر و کپل گرفت. برای مقيد کردن طولانی خرگوش ها از جعبه مخصوص مقيد کردن استفاده می شود. از آنجا که خرگوش ها نمی تونند گرما را تحمل کنند باید موقع انتقالشان تهویه ی مناسب فراهم شود.
گاهی در تحقیقات و کار با حیوانات آزمایشگاهی لازم است که حیوان خاصی را دنبال کنیم برای همین باید نشانه گذاری انجام دهیم. برای علامت گذاری دايمی از روش قرار دادن منگنه های کوچک روی گوش و يا خالکوبی استفاده می شود. برای علامت گذاری کوتاه مدت از رنگ هايی مثل فوشين،آکريفلاوين و ژانسين ويوله استفاده می شود.
یکی از پرکاربردترین تکنیک ها در مورد خرگوش آزمایشگاهی تزریق به این حیوان است که در نواحی مختلفی انجام می شود. تزريق داخل وريدی از وريد گوش حيوان انجام می شود.
برای بررسی آزمایش های انجام شده روی خرگوش بیشتر مواقع به بررسی پارامتر های خونی حیوان نیاز داریم. برای خونگیری از وريد های کناری گوش، وداج، رانی و همچنين پونکسيون قلبی می شه نمونه خون گرفت. حداکثر حجم خونی که می توانیم بگیریم 15 ميلی ليتر است. برای انجام پیوند یا جدا کردن نمونه یا بافت و.. لازم داریم که خرگوش را بیهوش کنیم .برای این کار به وسيله هوشبر های تزريقی مثل تيوپنتال و کتامين يا هوشبرهای استنشاقی، اتر می شود خرگوش ها را بيهوش کرد.
بیشتر بخوانید:
4- کار با خوکچه هندی
در کار با حیوانات آزمایشگاهی، استفاده از خوکچه هندی عمومیت کمتری نسبت به بقیه ی جوندگان در تحقیقات دارد، ولی با این وجود مدل مناسبی برای استفاده در بسیاری از تحقیقات محسوب می شود. اندازه مناسب، آرام بودن، دسترسی راحت و همینطور شباهت های فیزیولوژیکی با انسان مثل عدم سنتز ویتامین C و ابتلا به بیماری سل این حیوان را به مدلی کاربردی برای استفاده در تحقیقات تبدیل کرده است.
از موارد کاربرد خوکچه هندی در تحقیقات می شود به ایمنی شناسی، سم شناسی، بیماری های عفونی، شنوایی سنجی، آسم و تغذیه اشاره کرد. اما مهمترین و بهترین کاربرد این حیوان در تحقیقات مربوط به حساسیت هاست.
خوکچه هندی يک مدل حيوانی برای تحقيقات ايمونولوژی هم است چون کمپلمان های پلاسمای آن زياد هستند. به خاطر حساسيت زيادشون به بيماريهای عفونی مثل سل، ديفتری ،تيفوس، تب مالت از اين حيوان برای تشخيص آن بیماری ها استفاده می شود. همچنین در تحقيقات مربوط به تهيه واکسن ها، سرم ها و بقیه ی فرآورده های بيولوژيک هم کاربرد دارند.
از خوکچه ی هندی هم می شود خون گرفت اما نه به اندازه ی خرگوش. در خرگوش می شود تا ۱۵ میلی لیتر خون گرفت اما در خوکچه ی هندی نهایتا تا ۵ میلی لیتر اجازه ی خونگیری داریم که آن هم از وريد های پاها و دست ها و از وريد گوش يا حدقه چشم و يا پونکسيون قلب انجام می شود. درست است که داریم در آزمایشگاه کشت سلول کار می کنیم و هدف اصلی پاساژ سلول ها و مواظبت از رشد و تکثیر آنهاست اما دست ورزی با حیوان آزمایشگاهی جزء اولین مراحلی است که باید یاد گرفت.
بیشتر بخوانید:
5- کار با همستر
دلایل اصلی استفاده از همستر در تحقیقات
1 .دسترسی و تکثیر راحت
2 .مقاومت نسبی به بیماری های خودبه خودی
3 .حساسیت به خیلی از پاتوژن های القایی
4.ویژگی های آناتومیکی و فیزیولوژیکی مناسب تحقیقات
5 .تکامل سریع با طول عمر کوتاه
تحقیقات رادیوبیولوژی بر مبنای مقاومت بالای همستر های سوری و چینی به اثر تخریبی پرتوها در این حیوان ها انجام می شود. علاوه بر همه ی این ها عمر کوتاه و تولیدمثل سریع، همستر را به عنوان مدل مناسبی برای مطالعات فیزیولوژی تولیدمثل معرفی می کند.
این حیوان در مطالعات دارویی مانند اندومتاسین، پلی میکسین B سولفات و کلشی سین – که ممکن است ترشحات روده را مهار کنند و برای مدل های سرطان زا در دستگاه گوارشی نیز استفاده می شود.
به علاوه موارد ذکر شده، از این حیوان به عنوان مدلی برای مطالعه سرطان پانکراس استفاده می شود، چون تنها مدل حیوانی است که می شود تومور پانکراس را که از نظر مورفولوژیک و بالینی قابل مقایسه با موارد انسانی است، در آن القا کرد.
تجویز استروژن به همستر نر باعث القای تومور کلیوی میی شود که به خاطر این ویژگی بهترین مدل مطالعه سرطان کلیه در انسان نیز می باشد.
بعد از سگ همستر سوری ممکن است مدل مطمئنی برای مطالعه اثرات مواد شیمیایی سرطان زا روی مثانه باشد. و بالاخره اینکه از آنها به عنوان اولین مدل برای مطالعات نکروز فوق کلیوی آدیسون استفاده شده است.
در سال 1976 توان چسبندگی تخمک همستر به اسپرماتوزوآی انسان کشف شد. از آن موقع تا حالا یکی از کاربردهای همستر سوری در تحقیقات زیست پزشکی، ارزیابی توانایی لقاح انسانی با استفاده از تخمک بدون زونای همستر است. همستر سوری مدل مناسبی برای القای تومور توسط ویروس هایی مثل پولیما ویروس موش، ویروس 40 Simian میمون و آدنو ویروس انسان است.
اکثر قارچها داخل طحال، غدد لنفاوی و کبد همستر رشد می کنند. همسترهای آلوده به مایکوپلاسما نومونیا به عنوان مدل عفونتهای مجاری تنفسی استفاده می شوند. روز هشتم حاملگی زمان مناسبی برای مطالعات تراتوژن ها در همستر است، چون تکامل ساعت به ساعت جنین را می شود مشاهده کرد.
این حیوان بهترین مدل برای مطالعات تکامل جنینی در مادرهای دیابتی است چون استفاده از مواد دیابت زا بعد از جفتگیری و درمان با انسولین بدون اثرات تراتوژنی و یا کاهش اندازه، وزن و مرگ نوزاد است. متوسط عمر همستر ۲ سال و تعداد کروموزوم هایش 2n=44 و طول دوره ی حاملگی اش ۱۵ تا ۱۸ روزه است. جنس نر در سن 6 تا 7 هفتگی و ماده در 4تا 6 هفتگی به بلوغ می رسند. برای استفاده توليد مثلی جنس ماده از سن 6 تا 8 هفتگی و نر از 10 تا 12 هفتگی استفاده می شود.
مقيد کردن
راحت ترين راه، گرفتن دور سر و سينه است. روش دیگر گرفتن پوست ناحيه گردن و پشت حيوان است. اما مثل خیلی از حیوان های آزمایشگاهی دیگه گاهی لازمه که همستر را هم نشانه گذاری کنیم و در ادامه ی مطالعه پیگیرش باشیم نشانه گذاری در همستر به وسيله خالکوبی نواحی از پوست که موهای آن چيده شده انجام می شود.
بیشتر بخوانید:
