Тесты на беременность с использованием животных

Эта статья может потребовать очистки для соответствия стандартам качества Википедии . Конкретная проблема: все еще некоторые неэнциклопедические фразы; таблицу, возможно, лучше перенести в более общую статью. Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, если можете. ( Май 2022 ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение )

До того, как в 1960-х годах были разработаны иммунологические тесты на беременность , женщины полагались на тесты на беременность на основе мочи с использованием животных , от мышей до лягушек. ^{[1] [2]} Достижения в области медицинских технологий позволили женщинам точно проверять статус своей беременности, используя наборы для теста на беременность «пописай на палочку» дома. До того, как были изобретены эти доступные и удобные тестовые наборы, ученые стремились найти способ определения гормонов, связанных с беременностью, с помощью естественного, простого теста, в котором животные часто использовались в качестве клинических инструментов для облегчения процесса. ^[3]

На протяжении всей истории существовали различные тесты на животных с целью определения статуса беременности у женщин. ^[4] Наиболее известным тестом является тест Хогбена, распространенный с 1940-х по 1960-е годы, использующий базовый принцип гормонов и его последующую биологическую реакцию у обоих полов определенных видов лягушек . ^{[5] [6]} Тест Галли-Майнини — еще один тест на лягушках, разработанный на основе схожих принципов. ^[7]

Широкомасштабный экспорт и торговля африканскими шпорцевыми лягушками ( Xenopus laevis ), используемыми для этих испытаний, как полагают, стали основной причиной всемирного распространения хитридиомикоза — грибкового инфекционного заболевания амфибий, которое было связано с резким сокращением популяции видов амфибий на нескольких континентах. ^[8]

Хорионический гонадотропин человека (ХГЧ) — это гормон, который вырабатывается у беременных женщин, и это происходит потому, что за его выработку отвечает плацента. ^[9] Оплодотворенной яйцеклетке требуется около 9 дней, чтобы переместиться из фаллопиевых труб в матку, где она имплантируется в стенки матки. ^[9] Затем плацента начнет развиваться и выделять ХГЧ в кровоток матери, который может попасть в мочу. Для обнаружения уровня ХГЧ в крови требуется около 6 дней после имплантации оплодотворенной яйцеклетки или сразу после пропуска первой менструации. ^[9] Тест на беременность с мочой на палочке определяет только наличие ХГЧ и не может измерить уровень ХГЧ в крови. Поэтому их можно использовать в качестве скрининга на беременность, однако уровень ХГЧ также может предоставить информацию о беременности. Обычно уровень ХГЧ увеличивается и достигает пика в первые 14 недель беременности, и после родов ХГЧ не обнаруживается. ^[9] Количество ХГЧ также может отражать беременность. Меньше ХГЧ выделяется при одноплодной беременности. Аналогично, больше ХГЧ выделяется, если мать вынашивает тройню, чем если она вынашивает близнецов. ^[9] Анализы крови на ХГЧ также могут быть использованы для выявления врожденных дефектов.

У человека ХГЧ не должен присутствовать, если он не беременен. Однако ХГЧ также может вырабатываться опухолями зародышевых клеток, которые являются опухолями из яйцеклеток или сперматозоидов. Тест ХГЧ может использоваться для скрининга рака матки или молярной беременности, которая происходит, когда в матке наблюдается аномальный рост плаценты. ^[9] Тест ХГЧ также может проводиться после выкидыша, чтобы убедиться в отсутствии молярной беременности. У мужчин тест ХГЧ может использоваться для скрининга наличия рака яичек. ^[9]

Тест Хогбена, названный в честь британского зоолога Ланселота Хогбена , был одним из самых надежных и быстрых тестов на беременность с 1940-х по 1960-е годы. ^[6] Образцы мочи вводились африканским шпорцевым лягушкам . Тест Хогбена использует самок лягушек, в отличие от теста Галли-Майнини, в котором используются самцы.

Ранние работы Хогбена были посвящены гормонам гипофиза и лягушкам. Однажды Хогбен и его команда заметили, что цвет кожи взрослых лягушек зависит от среды их роста. Цвет варьируется от темной среды, которая приводит к черному цвету кожи, до светлой среды, где встречаются светлые лягушки. ^[10] Хогбен выдвинул гипотезу, что это является результатом присутствия гипофиза . Хогбен подтвердил свою гипотезу, доказав, что удаление гипофиза приведет к белому цвету кожи лягушек независимо от среды их роста. ^[10] Что еще более важно, во время изучения гипофиза лягушек он обнаружил, что самки лягушек овулируют после инъекции экстрактов бычьего гипофиза в их спинной лимфатический мешок, что создало основу для его будущего открытия. ^[11]

Пока Хогбен продолжал свою работу, когда он переехал в Южную Африку в 1927 году, где его исследования вращались вокруг инъекций экстрактов гипофиза быка Xenopus laevis , он случайно обнаружил, что лягушки Xenopus овулируют в течение дня, если им вводить экстракты гипофиза, так как они были очень чувствительны к любым гормональным изменениям. ^[3] В этот период ученые знали, что моча беременных женщин содержит гормоны гипофиза, и Хогбен пришел к выводу, что, возможно, присутствие гормонов гипофиза в моче беременных женщин также можно обнаружить с помощью овуляционной реакции у этих лягушек. После этого открытия Хогбен и другой генетик животных Фрэнсис Альберт Эли Крю потратили два года на разработку способа выращивания и содержания этих лягушек в лабораторных условиях, что привело к двадцатилетнему буму тестов Хогбена, которые, как утверждалось, были почти на 100% точными. ^[12] В действительности, различные исследования измерили точность теста как 93,1%, ^[13], 97,99% ^[14] и 99,93% ^[15] соответственно.

Процедура теста Хогбена состояла из инъекции образца женской мочи в кожу на спине лягушки, а именно в спинной лимфатический мешок. ^[16] Примерно через 12 часов можно было увидеть результаты. Если женщина была беременна, то лягушка овулировала, и на заднем конце лягушки можно было увидеть небольшое скопление яиц. Интересно, что то же самое можно было наблюдать и у самцов вида Xenopus laevis , и было замечено, что они производят сперму при инъекции мочи беременной женщины. ^[17] Этот механизм обусловлен гормоном гипофиза хорионическим гонадотропином человека ( ХГЧ ), который присутствует только в моче беременной женщины. Если женщина не беременна, то у самца или самки лягушки не будет произведено ни спермы , ни яйцеклетки соответственно.

Предыдущие тесты на беременность, называемые тестами AZ или тестами на кроликов , были хлопотными и отнимали много времени. Они заключались в инъекции женской мочи дважды в день в течение трех дней мышам или кроликам. ^[18] Затем мышей приходилось убивать, а ученые исследовали, увеличились ли у мышей яичники. Этот рост яичников обусловлен ХГЧ . Тесты Хогбена вскоре стали более популярными и проводились более широко, чем тесты AZ, потому что результаты можно было увидеть менее чем за день, и они давали очень точные результаты. Более того, тесты Хогбена не включали убийство лягушек, поэтому каждую лягушку можно было использовать повторно, в отличие от тестов AZ, где грызунов приходилось убивать, чтобы исследовать увеличение яичников. Xenopus laevis также было легче содержать, чем грызунов, и их выращивание обходилось дешевле. Этот эффективный и надежный тест Хогбена использовался до разработки еще более простого и не содержащего животных теста на беременность в конце 1960-х годов. ^[12]

Тест на лягушку был высоконадежным методом тестирования на беременность с 1930-х годов, пока в 1960-х годах не был представлен иммунологический тест. ^[12] Фармацевты вводили лягушкам ранний образец мочи самки и подтверждали их беременность нерестом икры в течение 18 часов. Однако для точного проведения теста существовало критическое условие. Женщинам следует подождать еще несколько дней после отметки их поздней менструации . Поскольку тест был невероятно полезным и значительно эффективным по времени, многие страны начали импортировать Xenopus laevis , что способствовало распространению этого вида по Европе, Австралии, Азии, Северной Америке и почти по всему миру. ^[19] Африканская шпорцевая лягушка почти не подвержена воздействию хитридиевого грибка амфибий , который был связан с резким сокращением популяции видов амфибий по всему миру. Поскольку глобальное распространение грибка совпадает с периодом возросшей торговли африканской шпорцевой лягушкой, было высказано предположение, что лягушка могла быть вектором первоначального глобального распространения грибка. ^[20]

Сегодня тест Хогбена устарел, однако он сделал лягушек Xenopus важной моделью и организмом в научном сообществе, а виды Xenopus используются для изучения широкого спектра заболеваний. Даже головастики видов Xenopus были включены в качестве организма, используемого в изучении биологии развития, например, в диагностических инструментах на основе лягушек для поликистозной болезни почек. ^[12]

Карлос Галли Майнини (1914–1961), который также специализировался на эндокринологии, пытался улучшить существующий тест Хогбена, ^[21] который занимал более 12 часов для раннего скрининга беременности. После наблюдения, что самцы лягушек или жаб вырабатывают сперматозоиды после длительного контакта с самками лягушек, гонадотропный гормон будет выделяться из тел самок. ^[21] Он понял, что самок лягушек, используемых в тесте Хогбена, можно заменить южноамериканскими самцами лягушек или жаб. Мочу женщин можно было бы вводить в спинной лимфатический мешок взрослого самца лягушки. Гонадотропный гормон в моче беременных женщин после инъекции приводил бы к высвобождению спермы из лягушек. ^[21]

Этот новый метод тестирования стал широко использоваться, поскольку он был еще более эффективным, с временем ожидания результатов всего 3 часа. Он нашел различные виды, подходящие для этого эксперимента, в основном местные лягушки из Израиля , такие как европейская зеленая жаба , болотная лягушка и европейская древесная лягушка . ^[22]

Подобно тесту Хогбена, небольшое количество мочи женщины будет введено в спинной лимфатический мешок самца лягушки. У беременных женщин в моче содержится гормон хорионический гонадотропин человека. Поэтому присутствие этого гормона в моче, введенной самцу лягушки, заставит лягушку выпустить сперму в течение трех часов. ^[21] Сперматозоиды можно увидеть под микроскопом. Эта процедура безболезненна для лягушки, и лягушку можно будет повторно использовать для другого теста через 2 недели. ^[21]

После предложений видов лягушек-самцов для тестов на беременность, исследователи работали над проверкой точности теста, исключая другие возможные источники, которые приводили к присутствию зрелых живых сперматозоидов в моче лягушек-самцов. Было обнаружено, что сухие северные леопардовые лягушки будут особенно чувствительны к дистиллированной воде и менее чувствительны к гонадотропному гормону. Также были предложены некоторые дополнительные методы для повышения точности. ^[25]