Testování in vivo. Jana Horáková

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Testování in vivo. Jana Horáková"

Rostislav Navrátil
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Testování in vivo Jana Horáková

2 Proces tkáňového inženýrství 1. Návrh nosiče Seznámení se s problematikou dané tkáně/orgánu Návrh nosiče pro danou aplikaci 2. Příprava a charakterizace nosiče 5. Klinické testy Klinické testy Klinická praxe 3. Testování in vitro 4. Testování in vivo Cytotoxicita nosiče Testy adheze a proliferace, migrace Testy buněčné de/diferenciace Testování in vivo

3 Obsah přednášky Definice pojmů in situ, in silico, in vitro, ex vivo, in vivo Historie in vivo pokusů Platná legislativa Modelové organismy Konkrétní příklady in vivo testování scaffoldů

4 Přehled testovacích metod v biomedicíně

5 Testování na zvířatech Použití zvířecích modelů pro experimenty Základní výzkum: zkoumání reakcí na podněty, vliv různých faktorů na organismus Aplikovaný výzkum: testování léčiv, chemických látek, hnojiv, pesticidů, barev, prostředků pro domácnost, kosmetických složek, geneticky modifikovaných organismů, přírodních látek a jejich směsí; výzkum léčebných postupů a operací, produkce různých látek (imunologie) výuka na středních a vysokých školách ekologické i etologické studie Ročně milionů zvířat ( v ČR 2011)

Historie první písemné zmínky Řecko 2.-4. století př.n.l. Aristoteles a Erasistratus první experimenty na zvířatech Galen otec tzv.

6 Historie první písemné zmínky Řecko století př.n.l. Aristoteles a Erasistratus první experimenty na zvířatech Galen otec tzv. vivisekce = chirurgický zákrok prováděný za účelem získání informace (výzkum), ne pro zlepšení zdravotního stavu

7 Avenzoar (Ibn Zuhr) 12. století, Arábie, testování chirurgických zákroků na zvířatech Louis Pasteur (1880) demonstrace tzv. germ theory na ovci nakažené antraxem Ivan Pavlov (1890) pokusy se psy (podmíněné, nepodmíněné reflexy; NC za fyziologii a medicínu 1904)

8 1922 izolace insulinu ze psů revoluce v léčbě diabetu (NC) 1957 pes Laika ve vesmíru 1970 léčba lepry (atb, vakcíny) testována na pásovcích 1996 ovce Dolly první naklonovaný živočich

streptokokovým infekcím smrt 100 lidí) - 50.-60. léta 20.

9 20. století studium toxikologie díky zpřísnění zákonů ohledně prodeje léčiv aféra Elixir sulfanilamid (antibakteriální lék proti streptokokovým infekcím smrt 100 lidí) léta 20. století Conterganová aféra (thalidomide) sedativum a hypnotikum pro těhotné ženy X teratogen, karcinogen

Legislativa První zmínky o zákonech na ochranu zvířat se objevují ve Velké Británii od roku 1822 1876 regulace experimentů na zvířatech (The Cruelty to

10 Legislativa První zmínky o zákonech na ochranu zvířat se objevují ve Velké Británii od roku regulace experimentů na zvířatech (The Cruelty to Animals Act) V USA založena skupina ASPCA (American Society for Prevention of Cruelty to Animals) 60. léta 19. století 1966 The Laboratory Animal Welfare Act (AWA)

11 Legislativa v ČR Akreditace od Ústřední komise na ochranu zvířat Každý projekt musí být schválen odbornou komisí daného zařízení a rezortní komisí ministerstva V zemích EU směrnice 2010/63/EU V ČR zákon č.246/1992 Sb na ochranu zvířat proti týrání

12 Principy 3R Poprvé popsány roku 1959 (W.M.S.Russel a R.L.Burch) 1. Replacement (nahrazení) náhrada testování na zvířatech jinou metodou pro dosažení stejného vědeckého poznatku 2. Reduction (snižování) použití méně zvířat pro získání dostatečné informace, popř. získání více informací z daného počtu testovaných zvířat 3. Refinement (zmírňování) zmírnění potenciálního utrpení zvířat během experimentů, zajištění vhodných podmínek pro zvířata

13 Replacement Test kožní dráždivosti in vitro EpiDerm model

14 Zvířecí modely v biomedicíně základní výzkum mechanismů onemocnění vývoj nových terapeutických strategií vývoj a objev léčiv, sér, očkovacích látek preklinické studie testováni toxicity vývoj nových zvířecích modelů dle potřeby a zájmu

(demonstrace odpovědi, vhodná velikost, délka života, adekvátní

15 Výběr vhodného modelu 1) vhodný na sledování zvoleného onemocnění 2) reaguje podobně jako člověk 3) správný design experimentu (demonstrace odpovědi, vhodná velikost, délka života, adekvátní kontroly, dostatečné množství zvířat - statistické vyhodnocení) 4) validace modelu

16 Požadavky na ideální modelový organizmus a) biologické dostupnost, možnost chovu v laboratorních podmínkách dostatečně rychlý vývoj nekomplikovaný životní cyklus produkce většího množství potomků b) metodické možnost genetických manipulací (křížení, náhodná a cílená mutageneze, reverzní genetika) velikost, životnost

17 Mikrobiálního osídlení zvířat Zvířata konvenční nedefinovaná mikroflóra, otevřený chov za dodržení základních hygienických podmínek. SPF - "specific pathogen free " mikróflora zvířat prokazatelně neobsahuje specifické patogeny (salmonela, tuberkulóza, hepatitida ), jinak není přesně definována. Axenická - germ free bez mikroflóry v trávicím traktu a na povrchu těla. Mláďata - hysterektomie do bezmikrobního prostředí izolátoru. Gnotobiotická velmi dobře definovaná střevní mikroflóra. První generace očkování mikroflóry axenickým zvířatům. Chov ve sterilním prostředí bezmikrobní izolátory.

18 bezmikrobní (axenická) GNOTOBIOTICKÁ DEFINOVANĚ ASOCIOVANÁ monoxenická dixenická polyxenická bezmikrobní A A+B A+B+C SPF bez specifikovaných patogenů -P 1 -P 2 -P 3 konvenční

19 Systém chovu zvířat Otevřený vstup i výstup zvířat, osob i materiálu je bez bariéry Bariérový prostor pro zvířata je oddělen od vnějšího prostředí a vstup zvířat, osob i materiálu je možný jen způsobem zajišťujícím ochranu před průnikem nežádoucích vlivů z vnějšího prostředí (sterilizace vody, potravy, podestýlky, zvýšená osobní hygiena ošetřovatelů). Izolátorový prostor pro zvířata je trvale oddělen bariérou od vnějšího prostředí a osob, které se zvířetem manipulují.

20 Bariérový systém

21 Izolátorový systém

22 Vybrané modelové organizmy Bezobratlí: háďátko (Caenorhabditis elegans) octomilka (Drosophila melanogaster) Obratlovci: drápatka (Xenopus laevis) danio (Danio rerio) zebrafish myš (Mus musculus) potkan (Ratus norvegicus) králík (Oryctolagus cuniculus)... psi, kočky, prasata, primáti - opice

23 Bezobratlí Testování nepodléhá legislativě Výhody: možnost testování mnoha jedinců, dostupnost, finančně nenáročné, krátký životní cyklus Nevýhody: velké odlišnosti ve stavbě a funkcích orgánů

(Drosophila melanogaster) - především genetické studie - množství mutantů a genetických modifikací -

24 háďátko (Caenorhabditis elegans) - především vývojová biologie - přesně definovaný počet buněk a jejich osud, průhledné - model studia nikotinové závislosti - studium molekulární genetiky stárnutí octomilka (Drosophila melanogaster) - především genetické studie - množství mutantů a genetických modifikací - studium genetiky poruch srdce a neurodegenerativních onemocnění - alternativa k savcům, zrychlení studia a testování terapie

25 Obratlovci

využití: vývojová biologie, onkologie, toxikologie, teratologie,

26 drápatka (Xenopus laevis) - vývojová biologie, toxikologie - studium lidských genů - dříve těhotenské testy danio (Danio rerio) - využití: vývojová biologie, onkologie, toxikologie, teratologie, výzkum kmenových buněk, regenerativní medicína,... - Glofish první GMO na trhu

27 Myš (Mus musculus var. alba) Albinotická forma myši domácí Polyfázické zvíře, hmotnost g Nejčastěji používané (vhodná velikost, nízké náklady, snadná manipulace, relativně rychlá reprodukce) 99% shodných genů Genetická modifikace studium lidských nemocí

28 Potkan (Rattus norvegicus var. alba) větší než myš (více buněk, větší orgány,...) Několik forem: čistě bílý s červenýma očima, černý či žlutavě bílý s černýma očima Krotkost, malá biologická variabilita, hmotnost 250 g Studium fyziologie, toxikologie, rakoviny Složitější genetické manipulace pouze základní výzkum

30 Králík (Oryctolagus cuniculus) výhoda velikost, podobnost operační techniky Hmotnost 1,5-6 kg model aterosklerózy, spontánní mutace lipidového metabolismu, srdečná hypertrofie, testy iritace oka, produkce polyklonálních protilátek geneticky podmíněný glaukom

31 Kočky a psi Kočky - Výzkum neurologie Bíglové studium kardiologie, endokrinologie, kostí a chrupavek Český strakatý pes (Horákův laboratorní pes) studium epilepsie, sledování dědičnosti chybění zubů, transplantace ledvin

32 Prasata Domácí prasata (60 kg) x miniprasata (30 kg)

33 Primáti Toxikologie, studium AIDS, hepatitidy, neurologie, chování, reprodukce, genetika, xenotransplantace

34 Hlavní biologická data laboratorních zvířat Pes Kočka Králík Potkan Myš Morče Březost (dny) Chromozomy (počet) Rekt. teplota ( C) 38,3 38,6 39, ,4 38,6 Srdeční frekvence Respirační frekvence Krevní tlak (mm Hg) 115/60 120/75 110/80 120/80 115/80 90/56 Erytrocyty (10 12 /l) Hemoglobin (g/l) 149 ( ) 110 (80-140) 120 (80-150) 150 ( ) 150 ( ) 140 ( ) Leukocyty (10 9 /l) % neutrof % lymfoc % eosinof Trombocyty Glukóza (mmol/l) 4, ,

35 Podmínky ve viváriích Teplota: myš, potkan 22 C; králík, pes 18 C; prase, ovce 17 C Vlhkost vzduchu: relativní vlhkost 55% (30-70%) Světlo: 12h světlo 12h tma (důležitá i intenzita osvětlení) Aklimatizace zvířat: min. 5 dnů po dodání z chovného zařízení Voda: ad libitum Potrava: standardní peletovaná krmná směs

36 Design experimentu Výběr vhodného modelového organismu Místo implantace Doba implantace Metody sledování během experimentu Metodika hodnocení po ukončení experimentu (histologie, toxikologie, mechanika)

Podobné dokumenty

10.3.3 Biologie 106 10.3.4 Plemenitba a reprodukce 107 10.3.5 Výživa a krmení 108 10.3.6 Technika chovu 108

10.3.3 Biologie 106 10.3.4 Plemenitba a reprodukce 107 10.3.5 Výživa a krmení 108 10.3.6 Technika chovu 108 OBSAH strana 1. ÚVOD 12 1.1 Význam, historie a současné postavení chovu laboratorních zvířat...12 1.2 Definice základních pojmů 14 1.3 Systematické zařazení laboratorních zvířat...14 1.4 Klasifikace laboratorních