لماذا حيوان التجارب العلمية هو الفأر؟

طقس العرب - عندما نتساءل عن الدراسات العلمية وأجواء المختبرات التي تجرى بها يمكننا أن نتصور عالماً صغيراً، ينتقل فيه العلماء بأدواتهم وأفكارهم إلى مكانٍ لا يتجاوز حجم قلم الرصاص، حيث ينطلقون في رحلة استكشافية عجيبة تكشف لهم أسرار الحياة والأمراض، وتمهد لهم طريق الاكتشافات العلمية، ولكن ما هو بطل هذا العالم الصغير؟

في هذا العالم الصغير، يُنظر إلى الفأر باعتباره أبسط وأهم سكانه إنه العنصر الأساسي الذي يجمع بين الحجم الصغير والمميزات الطبيعية، وربما يبدو اختيار الفأر في التجارب العلمية أمرًا بديهيًا، لكن ما يجعله الأنسب هو الأسباب العلمية التي تدعم هذا الاختيار.

عندما يقتحم الباحثون هذا العالم الصغير، يكتشفون أن لدى الفأر مميزات تجعله الرفيق المثالي لرحلتهم. ويتضح أن هذا الكائن الصغير يحمل مفاتيح لفهم أسرار البشر والعديد من الأمراض التي تؤثر عليهم وفي هذا المقال، سنستكشف سوياً لماذا حيوان التجارب العلمية هو الفأر، ولماذا يعد رفيقاً لا يُضاهى في رحلة البحث العلمي.

دور الفأر في البحوث الطبية

في عالم الأبحاث الطبية، تأتي الفئران على رأس القائمة كحيوانات يتم دراستها بشكل رئيسي في الأبحاث الطبية، ولها دور خاص وحيوي في هذا المجال حيث تشترك الفئران مع البشر في العديد من السمات البيولوجية المهمة، فهي تشبه البشر إلى حد كبير من ناحية تشابه الجينوم، حيث يقدر تشابهها بنحو 80% مع جينات الإنسان وإضافة إلى ذلك، تشبه الفئران البشر في مظهرها وبنيتها الجسدية، وتخضع لعمليات بيولوجية مماثلة مثل الشيخوخة والاستجابة للأمراض والعدوى ولديهم أنظمة هرمونية تشبه البشر، مما يجعلهم مناسبين لتجارب تتعلق بالتأثيرات الهرمونية بالإضافة إلى التشابه الجيني، قدمت التكنولوجيا الحديثة أيضًا إمكانية تحرير الجينوم بسهولة واستهداف أجزاء معينة منه في الفئران، وهذا يمنح الباحثين فرصة فريدة لفهم الآثار المحتملة للتعديلات الجينية على الصحة والأمراض وببساطة، الفأر هو حيوان ذو أهمية فائقة في الأبحاث الطبية؛ نظرًا لتشابهه البيولوجي مع البشر وقدرتنا على التلاعب بجيناته بسهولة. حيث إنها نافذة لفهم الأمراض البشرية وتطوير العلاجات والعمليات الطبية المبتكرة.

الفأر البطل الصغير والدور الكبير في الإنجازات الطبية

لقد أنجزت العديد من الإنجازات البارزة في ميدان العلوم الطبية نتيجة للأبحاث التي أُجريت باستخدام الفئران، وتشمل هذه الإنجازات علاج سرطان الدم النقوي الحاد، والذي يُعد اليوم واحدًا من أكثر أنواع السرطان التي يمكن علاجها، إلى جانب بروتوكولات نقل الجينات المتعلقة بالتليف الكيسي والتي يتم حاليًا اختبارها.

والعلوم الطبية قد شهدت تقدمًا كبيرًا، وقد جرى توثيق هذا التقدم بجوائز نوبل مرموقة، ومن بين هذه الإنجازات النوبلية تجد:

• اكتشاف فيتامين K
•  وتطوير لقاح شلل الأطفال
•  واختراع تكنولوجيا الأجسام المضادة وحيدة النسيلة التي تستخدم اليوم لعلاج السرطان
•  بالإضافة إلى فهم كيفية تفاعل الخلايا العصبية في الدماغ

 ولا يمكن تحقيق كل هذه الإنجازات من دون مساهمة الأبحاث على الفئران.

لماذا الفئران؟ علم وظائف الأعضاء

إن الفهم العميق لفسيولوجيا الفئران وحجمها الصغير الذي يسهل التعامل معها هما السببان الرئيسيان وراء شهرة استخدامها في البحث العلمي؛ حيث إنه في عام 2013، استخدمت المختبرات في كندا أكثر من 1.2 مليون فأر في أبحاثها، وفقًا للمجلس الكندي لرعاية الحيوان، الهيئة الوطنية التي تفرض اللوائح الصارمة للرعاية الصحية  للحيوانات في مختلف أنواع المختبرات.

من الناحية الفسيولوجية، تشبه الفئران البشر إلى حد كبير، حتى وإن كانت أصغر بمقدار تقريبي 3000 مرة؛ حيث إن لديها وظائف جسمية أساسية مشابهة، مثل إنتاج الدم، والهضم، والتنفس، والجهاز القلبي والوعائي. ورغم وجود بعض الاختلافات، إلا أن الفئران تظهر استجابات مشابهة للبشر عند تعرضهم للمرض أو العلاج.

لنأخذ مثالًا، من خلال البحث على الفئران، تم تحقيق تقدم ملحوظ في معالجة مرض نقص الصفائح المناعية، وهو مرض مناعي ذاتي حيث يهاجم الجسم الصفائح الدموية، ويُعيق عملية تخثر الدم وبالإضافة إلى ذلك، في دراسة أخرى تم إجراؤها على الفئران المصابة بنوع آخر من اضطرابات التخثر، أظهرت الاختبارات كيفية تأثير البروتينات الموجودة في نقل البلازما على استعادة وظيفة التخثر ووقف النزيف.

لماذا الفئران؟ التكاثر وتنوع الأنواع

تتميز الفئران بقدرتها على التكاثر بسهولة، حيث تمتلك فترات حمل قصيرة، وتنتج كميات كبيرة من النسل، مما يساعد الباحثين على توليد فئران معدلة وراثياً خصيصًا لاحتياجاتهم حيث يمكن أن يزيد العمل مع حيوانات تظهر اختلافات طفيفة بينها من قيمة النتائج التجريبية؛ حيث إن الحيوانات جميعهن تتفاعل بالطريقة نفسها، مما يزيد موثوقية النتائج وبالإضافة إلى ذلك، تمكنت التكنولوجيا أيضًا من استنساخ الفئران منذ عام 1997، مما أضاف قوة إضافية لإجراء الأبحاث.

من ناحية أخرى، فإن الفئران تتميز بتنوعها الكبير، مما يتيح للمربيين التجاريين اختيار الصفات الفردية لإنشاء سلالات فطرية ذات خصائص فريدة، وعلى سبيل المثال، تتميز سلالة الفأر CBA بنسبة منخفضة من تطور سرطان الثدي، بينما يعاني فأر BALB/c من نقص المناعة؛ بسبب عدم وجود الغدة الصعترية لديه، وهذه الخصائص الفريدة للسلالات تسهل عمل العلماء في التركيز على دراسة الأمراض المعينة، فعلى سبيل المثال، يُفضل الباحثون استخدام فئران Mdx، التي تفتقر إلى البروتين العضلي الناضج، كنماذج لدراسة الحثل العضلي الدوشيني، بينما يختار البعض الآخر استخدام فئران NOD غير المصابة بالسكري كنماذج مثالية لدراسة علاجات جديدة للأمراض المناعية الذاتية.

لماذا الفئران؟ التعديل الجينومي

بالإضافة إلى استراتيجيات التربية القائمة على الاختلافات الطبيعية، يتيح للباحثين أيضًا الاستفادة من أدوات التعديل الجينومي؛ ونظرًا لأن الفئران تشترك بنحو 80% من جيناتها مع البشر، فإن تعديل الحمض النووي للفئران يعتبر وسيلة فعّالة لإنشاء نماذج حيوانية للأمراض البشرية، وتسمح تقنيات مثل نظام Cre/lox وأحدث أدوات تحرير الجينات CRISPR للباحثين بحذف الجينات أو تفعيلها أو إصلاحها، مما يتيح إعادة إنشاء مرض بشري في الفأر أو استكشاف تأثير التعديل الجيني.

وبدلاً من إزالة الجين أو تعطيله، يمكن للباحثين إنشاء حيوانات معدلة وراثيًا عن طريق تعبئة الفئران بجينات بشرية أو خلايا بشرية، أو حتى أنسجة بشرية وباستخدام مثل هذه التقنيات، يمكن للباحثين إنشاء فئران "متوافقة مع البشر" تستجيب من الناحية الفسيولوجية تقريبًا مثل الإنسان، مما يسمح لهم بدراسة تأثير المرض على جسم الإنسان واستجابته للعلاج، وعلى سبيل المثال، قام الباحثون بأبحاث مهمة حول فيروس نقص المناعة البشرية وعلاجه باستخدام الفئران ذات أجهزة المناعة المتوافقة مع البشر، وقد قاموا أيضًا باختبار علاجات جديدة تمنع النساء الحوامل من أن يصبحن مصابات بعامل الريسوس، باستخدام فئران HOD التي تعبر عن بروتين مؤتلف مميز لخلايا الدم الحمراء.

بالرغم من وجود اختلافات رئيسية بين الجينوم البشري والجينوم الفأر، إلا أن هذه الاختلافات لا تُقلل من قيمة استخدام الفئران في دراسة الأمراض البشرية، فعلى الرغم من وجود اختلافات في العناصر التنظيمية التي قد تكون في مواقع مختلفة، وقد تطورت على مر الزمن خلال 75 مليون سنة من تطور الفأر والإنسان، إلا أن وظائفها الأساسية ما زالت متشابهة.

لماذا الفئران؟ لا يمكن الاستغناء عنها في البحث الطبي

يبحث العلماء دائمًا عن بدائل لاستخدام الحيوانات في الأبحاث السريرية، لكن الدور الذي تلعبه الفئران كنماذج تجريبية للأمراض البشرية لا يمكن استبداله حتى الآن وحتى مع وجود اختلافات بين النوعين، فإن إجراء أبحاث أساسية على نماذج مرضية من الفئران المتوافقة مع البشر يمنح العلماء معلومات قيمة، ويتيح استخدام الفئران كبدائل للباحثين لمعرفة كيفية استجابة المرضى للعلاج قبل إعطائهم الدواء، وهي خطوة حيوية لضمان سلامة المرضى.

اعرف أيضا:

باحثون ينجحون في توليد الكهرباء النظيفة من ريش الدجاج

نصف الأدوية المستقبلية مهددة بالانقراض

المصادر:

blood.ca

eara.eu