Laboratorní zvířata v Česku: klesá počet laboratorních myší a roste zájem po nových modelech

Vývoj celkového počtu pokusných zvířat v ČR. Zdroj: MZe

Ministerstvo zemědělství, které udílí povolení k práci s laboratorními zvířaty, monitoruje od roku 1995 počty a druhy zvířat, které byly v Česku použity. Pokusným zvířetem je dle zákona č. 246/1992 Sb. chápán živý obratlovec, za pokusné zvíře se považují také živí hlavonožci. Pokusy na bezobratlých (vyjma hlavonožců), jako je např. hmyz, kroužkovci apod., nespadají do předmětu tohoto zákona, a nejsou tudíž nijak regulovány ani kontrolovány.

Za poslední roky se poměrně proměnily druhy laboratorních zvířat, se kterými v Česku vědci pracují. Mezi nejčastěji využívaná laboratorní zvířata, podle zmíněné definice v zákoně, patří laboratorní myši a potkani. V roce 1995 bylo ze všech použitých zvířat 44,6 % laboratorních myší a 19,3 % potkanů (v absolutních číslech je to 129 086 a 55 778 kusů). Následovali ptáci (14,1 %) a ryby (11,2 %). V několika dalších letech stále dominovaly laboratorní myši, jejichž poměrné zastoupení mezi pokusnými zvířaty oscilovalo mezi 40 a 55 procenty. Zhruba od roku 2003 začal narůstat počet ryb, které se k výzkumu používaly, jejich množství se drželo kolem 30 %, v roce 2011 počet používaných ryb již přesáhl počet myší.

V menším množství se používají také morčata, králíci, prase domácí, tur domácí, ovce a kozy, plazi a obojživelníci. K pokusům jsou využíváni také psi domácí (ve vyšších stovkách kusů), kočka domácí (za posledních deset let v nižších stovkách kusů), v některých letech také opice (konkrétně makak rhesus a/nebo makak jávský, většinou desítky kusů). Opice v minulosti využívalo k pokusům specializované zdravotnické zařízení Armády České republiky v Těchoníně, nicméně vzhledem k ochraně osobních údajů nám Ministerstvo zemědělství informace o tom, kdo se zmíněnými makaky pracuje, neposkytlo. Celkový počet kusů zvířat se v průběhu let moc nemění, osciluje mezi 200 a 260 tisíci kusů.

Počty použitých pokusných zvířat v ČR podle druhů v letech 1994 – 2023. Tabulku je možné zvětšit  kliknutím. Zdroj: MZe

V roce 2023 byly nejpoužívanější právě ryby (43 %, 99 328 kusů, konkrétně živorodka duhová, mečovka mexická a danio pruhované), následovaly myši (30,1 %, 69 477 kusů), ptáci (12,6 %, 29 065 kusů, především kur domácí) a potkani (8,2 %, 18 984 kusů). Rybí chov především s daniem pruhovaným má Ústav molekulární genetiky AV ČR v Praze – Krči. Kapacita chovu je 950 akvárií a jsou zde umístěny také transgenní a mutantní linie těchto rybek. Ty se využívají také díky tomu, že jsou jejich embrya transparentní, což významně usnadňuje analýzu výsledků.

Základní výzkum i ochrana životního prostředí

Vyvíjí se také účel, ke kterému jsou laboratorní zvířata používána. Mezi lety 1995–2012 se nejčastěji používala k tzv. biologickým studiím základní povahy (31,6 % v roce 1995, 38 % v roce 2012), na druhém místě bylo využití k objevům, vývoji a řízení jakosti výrobků nebo léčiv (14,5 % v roce 1995, 27,3 % v roce 2012). Následovala diagnostika nemocí (9,1 % v roce 1995, 2,5 % v roce 2012) a ochrana člověka, zvířat a životního prostředí před škodlivými látkami (12,5 % v roce 1995, 23,4 % v roce 2012). V menší míře byla zvířata využívána k výuce.

Od roku 2013 došlo ke změnám v rozdělení pokusů podle účelu v důsledku implementování směrnice EU. Jednotlivé kategorie tak mají nová pojmenování. Do roku 2018 byla laboratorní zvířata nejčastěji využívána k základnímu výzkumu (36,9 % v roce 2013, 31,3 % v roce 2023), od roku 2019 převažuje ochrana životního prostředí (20 % v roce 2013 a 35,4 % v roce 2023). Časté je také požívání zvířat k translačnímu a aplikovanému výzkumu (10,3 % v roce 2013, 9,1 % v roce 2023) a k vývoji, výrobě a testování kvality, účinnosti a nezávadnosti léčiv, potravin a krmiv (27,2 % v roce 2013 a 18,5 % v roce 2023 – tato kategorie se po roce 2020 přejmenovala na legislativní účely a běžná výroba). Dalšími důvody pro použití laboratorních zvířat bylo mezi lety 2013–2023 v menší míře zachování druhů a vyšší vzdělání a odborná příprava.

Kdo u nás s laboratorními zvířaty pracuje?

Oddělení ochrany zvířat Ministerstva zemědělství rozhoduje o udělení, změně, pozastavení nebo odnětí oprávnění k chovu, dodávce a používání pokusných zvířat podle § 20 odst. 1 písm. g) zákona č. 246/1992 Sb., na ochranu zvířat proti týrání, ve znění pozdějších předpisů. Jeden subjekt může být držitelem všech zmíněných oprávnění nebo jejich různých kombinací. Některá tato zařízení chovají zvířata za účelem prodeje, některá pro svou vlastní potřebu.

Počet zařízení, kterým bylo uděleno některé z těchto oprávnění, je již několik let téměř neměnný, v roce 2023 bylo držitelem oprávnění k používání pokusných zvířat celkem 65 subjektů. Z nich je 41 ze státního sektoru (17 veřejných výzkumných institucí včetně AV ČR, 9 VŠ, 7 SŠ, 3 nemocnice, 1 veterinární ústav a 4 další státní instituce) a dalších 23 oprávnění drží soukromý sektor a jedna obecně prospěšná společnost.

Přehled druhů zvířat a jejich spotřeby k pokusným účelům v ČR v roce 2023. Tabulku je možné zvětšit kliknutím. Zdroj: MZe

Co se týče typu oprávnění, tak v ČR máme pouze jedno zařízení, které se zabývá výhradně poskytováním/dodáváním laboratorních zvířat jiným subjektům. Dále jsou u nás 4 zařízení, která zvířata množí a také poskytují dále. Pouze pro používání laboratorních zvířat u nás bylo v roce 2022 akreditováno 51 zařízení, 11 zařízení je nejen využívalo, ale také množilo a 19 zařízení je používalo, množilo i poskytovalo dál. Pouze jedno zařízení u nás má povolení k používání primátů. Konkrétnější informace o těchto subjektech jsme od Ministerstva zemědělství z důvodu ochrany subjektů neobdrželi.

Ministerstvo zemědělství udílí také povolení pro práci s laboratorními zvířaty, která mohou získat pouze lékaři, veterinární lékaři a osoby s jiným vysokoškolským vzděláním v oblasti biologických oborů se zaměřením na zvířata. Na základě získaného osvědčení mohou tyto osoby provádět pokusy na pokusných zvířatech, pečovat o pokusná zvířata a usmrcovat je. Toto osvědčení je udělováno na základě absolvování týdenního kurzu k získání osvědčení o způsobilosti podle § 15d odst. 3 (navrhování pokusů a projektů pokusů), podle § 15d odst. 4 (provádění pokusů na pokusných zvířatech, péče o pokusná zvířata a usmrcování pokusných zvířat) zákona č. 246/1992 Sb., a musí se pravidelně (po sedmi letech) prodlužovat a pracovníci znovu procházejí školením a testem. Kurzy pořádá například Veterinární univerzita v Brně, České zemědělská univerzita nebo Ústav molekulární genetiky AV ČR.

Snaha snížit počet laboratorních zvířat

Při práci s laboratorními zvířaty je obecně snaha propagovat tzv. přístup 3R – replacement, reduction, refinement, tedy pokud je to možné, nahradit pokus s živým zvířetem jinou alternativou, snaha o co nejnižší počet zvířat a o co nejšetrnější provedení pokusu. Z dat Ministerstva zemědělství sice vyplývá, že se počet laboratorních zvířat nesnižuje, nicméně poměrně dramaticky se mění jejich zastoupení. Díky zmíněnému vyššímu zastoupení ryb, které se k pokusům používají, klesá počet myší, a to z původních téměř 130 000 kusů v roce 1995 na necelých 70 000 v roce 2023.

Jan Bernardy z Výzkumného ústavu veterinárního lékařství k trendům v používání laboratorních zvířat dodává, že se v posledních letech více používají malá laboratorní zvířata oproti velkým a obecně se více pokusů děje tzv. za bariérou, kvůli infekci, což se týká například chovu prasat. Implementace 3R se u nich projevuje například v tom, že používají jedno zvíře k více pokusům, případně zvířata, která již nepotřebují, dávají k adopci do zájmových chovů – to se týká například prasat, morčat a králíků. Adopce je podle Bernardyho sice obtížná na administraci, ale je o ni zájem. Kvůli implementaci evropských směrnic u nich na ústavu došlo také ke zvětšování užívaných chovných prostor, například u drůbeže nebo králíků.

Kvalitu zvěřinců v tuzemských výzkumných ústavech chválí také Petr Svoboda z Ústavu Molekulární genetiky AV ČR: „Když srovnám náš zvěřinec a zvěřince v USA a Švýcarsku, kde jsem pracoval, tak je to víceméně stejné, pravidla chovu jsou také hodně podobná, takže hlodavci mají v ČR a Švýcarsku prakticky stejnou péči.“

Vědci se snaží přicházet s řešeními, jak počty laboratorních zvířat omezit, případně nahradit vyšší živočichy těmi taxonomicky nižšími. Vedle toho, že pracovišti odpadne byrokratická zátěž, výzkum na takovýchto modelech je dramaticky levnější, ale hlavně eticky schůdnější. Výzkumníci tak v laboratořích nevyužívají jen pokusná zvířata, která spadají pod zmíněný zákon, ale také hmyz – často octomilky (D.melanogaster) nebo háďátka (C.elegans). Ta se používají například při vývojových studiích, jelikož mají definovaný počet buněk a jejich tělo je průhledné, což je pro některé typy pokusů velká výhoda. Vedle těchto zavedených bezobratlých modelů pracují někteří vědci také s nezvyklými živočichy.

Místo myší slimáci a pijavice

Příkladem vědce, který začal využívat neotřelý modelový organismus, je již zmíněný Petr Svoboda, vedoucí Laboratoře epigenetických regulací na Ústavu molekulární genetiky AV ČR. Ten se dlouhodobě zabývá funkční genomikou na vajíčkách a časných embryích u myší. K hledání náhradního modelového organismu ho vedly finanční důvody: „V mém oboru díky rozvoji technologií a masivní podpoře vědy v Asii neustále roste konkurence, se kterou s našimi menšími rozpočty a týmy jde jen stěží držet krok. Do toho narůstají regulace, papírovaní a občasné výtky, že na množství peněz máme málo vědeckých publikací. Nebaví mě neustále vysvětlovat, že když má člověk nákladný savčí model s generační dobou tři–čtyři měsíce, tak výzkum trvá a je drahý.“

Nemilá návštěva na jeho zahradě ho vedla k myšlence používat ve výzkumu plzáka španělského (tedy slimáka): „Začal jsem s tím v době, kdy jsme měli rozpočet na chov myší pokrytý do konce roku 2024 a nebylo jasné, zda získáme další grant, tak jsem chtěl mít plán B. Plzák španělský mi tehdy sežral veškerou výsadbu na zahrádce a přivedl mě na myšlenku, že slimáci jsou z více důvodu zajímavý model. A jak na slimácích funkční genomiku nikdo moc nedělá, dá se s výzkumem postupovat pomalu a levně. Druhou dekádu žiji ve stresu, že nedostanu grant a nebudu mít na myši finance. Slimáci jsou v tomhle ohledu mnohem méně stresující model. Navíc jsou prakticky neprobádaní a my máme skvělé vybavení, metody a možnosti. Je to jako objevit nový ostrov a mít ho chvíli sám pro sebe. Na rychlý rozjezd modelu jsou sice potřeba vyšší vstupní náklady, například proto, že naši slimáci nemají ještě přečtený genom, nemáme protilátky proti všem proteinům, ale díky tomu, že lidi výzkum na slimácích zajímá, zažívám spoustu pozitivních a motivujících momentů."

A jak se Petr Svoboda obecně dívá na možnosti nahrazovat vyšší živočichy v pokusech těmi nižšími, případně počítačovými modely? „Záleží samozřejmě na situaci. Některé molekulární mechanismy jsou společné pro živočichy a na jednodušších organismech se dají zkoumat rychleji, ale adaptace molekulárních mechanismů u savců v kontextu celého organismu lze studovat pouze na savcích. Trochu mohou pomoct organoidy, ale ty se nehodí pro každý případ (o organoidech jsme psali zde). Počítačové modelovaní je užitečné – může ušetřit čas, vyvrátit hypotézu nebo pomoct vymyslet jinou, ale experiment in vivo nenahradí.“

To Eric Daniel Glowacki, vedoucí výzkumné skupiny Bioelektrické materiály a systémy na CEITEC VUT v Brně, se do používání nových modelových organismů vrhnul z odlišných důvodů: „Děláme zařízení pro neurální rozhraní, tj. vytváříme nástroje jednak pro základní neurovědecký výzkum, jednak pro klinické účely. Do nedávna probíhal veškerý náš výzkum s pokusnými zvířaty v rámci externích spoluprací. Prakticky to vypadalo tak, že skupina, se kterou spolupracujeme, má zavedený výzkum a modely (vesměs hlodavce) a my dodáváme zařízení, měřící systém nebo nástroj. To samozřejmě zvětšuje „spotřebu“ pokusných zvířat, jelikož vždy musíme projít několika kolečky optimalizace, což je z etického hlediska nepřijatelné. To nás vedlo k myšlence zavést zvířecí modely přímo u nás na pracovišti.“

Saranče, pijavice. Foto: Eric Daniel Glowacki

Limitem ovšem bylo, že VUT je technická vysoká škola bez biologických oborů, tudíž na úrovni instituce nemá akreditaci pro práci s pokusnými zvířaty, a navíc studenti nemohou získat oprávnění pro práci se zvířaty. Založili tedy elektrofyziologickou laboratoř pro bezobratlé modely. „Úspěšně používáme sarančata a pijavice, a nemůžeme si je vynachválit. Zajímá nás nervová soustava a rozhraní mezi nervovými buňkami a elektronickým přístrojem. Pro tyto účely představuje hmyz nebo kroužkovci skvělý model. Jejich nervové soustavy jsou relativně jednoduché, snadno přístupné a odolné v experimentálních podmínkách. Saranče stěhovavá se dá koupit v každém zverimexu za pár korun. Mají jednoduchou nervovou soustavu. Používáme je jako model pro testování nových neurostimulátorů. Pijavice lékařská má podobné výhody. Je větší než saranče, takže poskytuje více prostoru pro testování konceptů. Její dlouhou nervovou šňůru používáme jako model míchy pro sledování přenosu elektrického signálu,“ popisuje Glowacki.

Výhody bezobratlých modelových organismů vidí také v tom, že si ušetří spoustu byrokracie, nepotřebují akreditované prostory, a navíc je výzkum na těchto modelech eticky a finančně výhodnější. „Největší předností je, že tyto modely poskytují možnost studentům technických oborů naučit se základům elektrofyziologie a zapojit se do ,opravdové‘ neurovědy. Náš protokol testování na bezobratlých nám pomohl se snížením počtů potřebných myší pro následné experimenty, jelikož nejdříve nové technologie ověřujeme a testujeme na těchto modelech, než se pustíme do dalších testů na hlodavcích,“ dodává Glowacki.

 

Autor: Vendula Lužná, Vědavýzkum.cz

Zdroj: MZe, Petr Svoboda, Erik Glowacki