XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Введение

В качестве модельных объектов для биологических исследований чаще всего выбирают животных с наиболее простыми условиями содержания. Одним из наилучших модельных объектов, ориентированных на изучение широкого спектра инфекционных заболеваний, вызванных в основном вирусными возбудителями инфекций, является сирийский (золотистый, также переднеазиатский) хомяк (Mesocricetus auratus), относящийся к роду средних хомяков Mesocricetus.

На практике, в качестве модели для изучения заболеваний, чаще всего связанных с человеком, используется сирийский хомяк и уже довольно длительное время, более 80 лет. Золотистый хомяк был первоначально описан в 1939 году ученым Джорджем Робертом Уотерхаусом. Пик использования данного объекта в исследованиях выпал на 1980-1990 годы. В наше время актуальность сирийского хомяка, как модельного объекта не снижается, а в некоторой степени даже возрастает. Связано это с предложением ученых испытывать вакцины от коронавируса на сирийских хомяках, так как коронавирусная инфекция у них протекает идентично человеческой. Золотистые хомяки, в отличие от других видов, обладают иммунной системой, отличающейся неспособностью реагировать на некоторые антигены, то есть хомяки данного вида не подвержены спонтанному заболеванию, что является признанным достоинством. Одним из плюсов так же является способность моделирования разных заболеваний (Covid-19, Вирус лихорадки Западного Нила, Хантавирус, лептоспирозы, а также рак, метаболические, сердечно-сосудистые заболевания и многие др.).

Характеристика

Сирийский хомяк – один из крупных представителей домашних хомяков, взрослый хомяк обычно вырастает до длины 14-19 см и весит от 110 до 140 г. Чаще всего встречается окрас шерсти красновато-золотистая, с серовато-белым брюшком, но также есть окрас включающий кремовый, альбиносный, пегий и коричный. Мех густой, длина его варьируется, уши хомячка большие, заостренные, с темной пигментацией; глаза выпуклые, маленькие и темные; имеются длинные усы и острые когти. Лапы короткие, передние конечности представляют собой модифицированные руки с пятью пальцами. Это приспособление обеспечивает ловкость при манипуляциях с едой и постельными принадлежностями. Задние конечности имеют по три пальца. Хвост у хомяков укороченный (1 - 1,5 см) затупленный с гладкой короткой шерстью. [1, 2]

У хомяков есть сальные “бедренные” железы на обоих боках, которые используются для обозначения территории и стимулирования брачного поведения. Эти темно-коричневые пятна покрыты мехом и у самцов крупнее, чем у самок.

Хомяки имеют подвижный симфиз нижней челюсти, который может не закрываться в течение всей жизни хомяка. Коренные зубы могут удерживать частицы пищи и склонны к кариесу. У новорожденных хомячков полностью прорезаются резцы для использования в кормлении грудью. Щечные мешочки хомяка используются для хранения и транспортировки пищи и постельных принадлежностей (например, перенос опилок). Эти мешочки отходят от боковой щеки в области диастемы и простираются вдоль головы и шеи до лопаток. Эти тонкостенные, сильно растяжимые мышечные мешочки имеют размеры от 35 до 40 мм × 4-8 мм × 20 мм и выстланы многослойным плоским эпителием и хорошо васкуляризированы. Чтобы опорожнить эти мешочки, хомяки выдавливают содержимое щечного мешочка вперед лапами. Срыгивание или рвота маловероятны у этих видов из-за ограничивающего выступа на стыке пищевода и желудка. Желудок хомяка состоит из плоскоклеточной и железистой частей, и в плоскоклеточном переднем отделе желудка происходит некоторое брожение.

Определение пола, как и у других грызунов, основано на увеличенном аногенитальном расстоянии у самца. Кроме того, взрослая самка имеет более тупую заднюю часть и 6 пар сосков, в то время как у самца более выраженная задняя выпуклость из-за яичек в мошонке.

Хомяки имеют гладкий головной мозг с обобщенными функциональными областями и большими обонятельными луковицами. Они обладают острым слухом и обонянием, поэтому общение достигается с помощью звуков, слышимых человеческим ухом, ультразвука и обоняния. Хомяки распознают других себе подобных особей и восприимчивых партнеров по запаху.

Золотистый хомяк ведет ночной образ жизни, одинок и известен своими драчливыми наклонностями. В неволе в основном встречаются золотистые хомячки дикого типа. Сон – самое предпочтительное поведение хомяков (хомяки по старше спят больше, чем молодые). [3]

Содержание и питание Mesocricetus auratus

Хомяков размещают в помещениях с относительно хорошей вентиляцией и контролем температуры. Клетки можно взять из проволочной сетки размером от 90 х 65 х 40 см до 40 х 30 х 30 см. Деревянные клетки считаются непрактичными, так как животные быстро прогрызают себе путь к свободе. Дно клетки должно быть твёрдым или с какой-либо постилкой (например, из кукурузных початков), покрывается оно древесной стружкой или опилками, а для создания хомячихами гнезд лучше использовать сено. [4, 5]

Группы из 8-10 животных могут содержаться вместе в больших клетках, особенно если они принадлежат к одному помету. Поскольку эти хомяки злобные бойцы, часто бывает трудно поместить взрослых из разных помётов в одну клетку, даже если они противоположного пола.

Рацион может быть очень разнообразным, но при обычном содержании колонии - зерновые, такие как кукуруза, овес и пшеница. Вода необходима для поддержания веса, но было обнаружено, что свежие овощи, такие как морковь, капуста или листья салата, являются достаточным источником потребления жидкости. Поскольку эти животные в основном ведут ночной образ жизни, они питаются вечером. Если растительный корм поместить в клетки в начале дня, большая его часть будет потрачена впустую из-за того, что еда высохнет. [5]

Особенности Mesocricetus auratus как модельного объекта

Хомяки являются популярными и востребованными моделями для экспериментальных исследований в силу своего особенного анатомического и физиологического строения.

От других лабораторных грызунов, так же широко используемых в лабораторной практике, хомяки отличаются важной особенностью - наличием щечных мешочков, которые впоследствии можно исследовать, как с помощью микроскопии, так и наружным осмотром.

При сравнении хомяка с мышью выделяется ещё одна особенность – относительно большой размер, позволяющий исследователю визуально представлять биологические системы организма, это может быть иммунная, сердечно-сосудистая, дыхательная или репродуктивная системы.

Помимо всего вышеперечисленного, хомяки подвержены развитию наследственных заболеваний, присущих человеку. Хомяки имеют антагонистическую природу, чаще всего самцы, поэтому на них изучаются методы лечения от агрессивности.

Но это ещё не все преимущества, хомяки более восприимчивы к канцерогенам и им присуще, по сравнению с другими лабораторными грызунами, наиболее частое развитие и возникновение опухолей, нарушений обмена веществ вследствие диетических манипуляций.

Использование Mesocricetus auratus как модельного объекта в исследовании онколитического вируса

У хомяков может происходить развитие типов опухолей, не характерных другим животным, а также они могут быть инфицированы вирусами, вызывающими онкогенные и онколитические заболевания – поэтому сирийские хомяки обладатели уникальных характеристик, не свойственных иным модельным объектам, что делает их востребованными для изучения канцерогенеза.

Метод будущего для лечения рака заключается в использовании онколитических аденовирусов, и этот метод весьма перспективен. Аденовирусы убивают опухолевые клетки как часть их нормального цикла литической репликации. Затруднение изучения данных вирусов заключается лишь в отсутствии модельных животных, допускающих репликацию аденовирусов человека. Но было выявлено, что заражение золотистого хомяка аденовирусом возможно путем интраназальной инстилляции. Помимо этого, для осуществления оценки подавления опухоли доступны разрешающие линии раковых клеток хомяка. Стоит заметить, клеточная линия карциномы поджелудочной железы сирийского хомяка обладает высокой разрешающей способностью к репликации аденовируса человека.

Для изучения эффективности аденовирусных векторов, направленных на лечение опухолей, учеными была разработана некая поэтапная воспроизводимая модель хомяка. В начале иммортализованные опухолевые клетки были введены в бока хомяков, в следствии чего происходило развитие опухоли. Хомякам делали прививку в дыхательные пути аденовирусом, после чего происходил анализ. С помощью этого, учёным удалось выяснить, что аденовирус способен не только подавлять развитие и рост первичной опухоли и метастазирования, но и способствует выживанию. Вирус способен реплицироваться в печени, легких и опухолевых тканях хомяка после инстилляции и распределения в крови. Эта экспериментальная парадигма может быть расширена для изучения лечения различных опухолей у хомяка и потенциальной токсичности, связанной с использованием этих вирусов. Последующим усовершенствованием данной методики, обеспечивающим устойчивую репликацию аденовируса и онколиз, является - иммуносупрессия хомяков циклофосфамидом. Поэтому, можно смело утверждать, что хомяк – это ценная экспериментальная модель, способствующая рациональной оценки преимуществ, недостатков, ограничений этого нового метода лечения. [6]

Заключение

Сирийский хомяк – модельный объект с простым, экономичным содержанием; удобный своим размером, наследственными заболеваниями сходными с человеческими заболеваниями, восприимчивостью к канцерогенам, к развитию опухолей, возникновению различных нарушений обмена веществ. 

Список используемой литературы

Emily L. Miedel F. Claire Hankenson Biology and Diseases of Hamsters // Laboratory Animal Medicine. - 2015. - №3. - P. 209–245.

Mesocricetus auratus golden hamster [Электронныйресурс]// Animal Diversity Web URL: https://animaldiversity.org/accounts/Mesocricetus_auratus/ (датаобращения: 02.11.23).

J. Jill Heatley M. Camille Harris HAMSTERS AND GERBILS // Manual of Exotic Pet Practice. - 2009. - P. 406–432.

Cheryl E. Arnold & Daniel Q. Estep Laboratory caging preferences in golden hamsters (Mesocricetus auratus) // Laboratory Animals. - 1994. - №3. - P. 232–238.

Charlotte R. Bond The Golden Hamster (Cricetus auratus): Care, Breeding, and Growth // Division of Comparative Physiology and Biochemistry, Society for Integrative and Comparative Biology. - 1945. - №1. - P. 52–59.

Helen Valentine, Erin K. Daugherity, Bhupinder Singh, Kirk J. Maurer The Experimental Use of Syrian Hamsters. // The Laboratory Rabbit, Guinea Pig, Hamster, and Other Rodents. - 2012. - P. 875–906.

Код для цитирования: Скопировать