Owce w służbie medycyny: Duży model zwierzęcy do badań nad ludzkimi chorobami

Piękno owiec jest zachwycające – fot. Grzegorz Grzywaczewski

Wyobraź sobie, że klucz do leczenia chorób serca, mózgu czy nawet rzadkich zaburzeń genetycznych kryje się nie w zaawansowanych laboratoriach, ale na pastwiskach, wśród stada owiec. Brzmi to jak science-fiction? A jednak owce, te łagodne, stadne zwierzęta, stają się coraz ważniejszym narzędziem w biomedycynie. W pracy przeglądowej opublikowanej już jakiś czas temu, w 2022 roku, w czasopiśmie Biology, naukowcy Ashik Banstola i John N. J. Reynolds z Uniwersytetu Otago w Nowej Zelandii podkreślają, dlaczego owce są idealnym „dużym modelem zwierzęcym” do badań nad ludzkimi schorzeniami. W erze, gdy tylko 10-20% nowych leków przechodzi z badań przedklinicznych do terapii dla ludzi, wybór odpowiedniego modelu zwierzęcego jest kluczowy. Owce, z ich anatomiczną i fizjologiczną bliskością do człowieka, wypełniają lukę, której nie mogą pokonać myszy czy szczury.

Dlaczego akurat owce? Tradycyjne tzw. modele małe, czyli gryzonie, są tanie, łatwe w hodowli i szybko się rozmnażają, ale mają poważne wady: ich mózg jest lissencephaliczny (gładki, bez fałd), a ciało zbyt małe, by testować urządzenia medyczne w skali ludzkiej. Owce, jako duże ssaki, oferują coś więcej: gyrencephaliczny mózg (z fałdami, jak u ludzi), dłuższy okres ciąży (ok. 5 miesięcy), dłuższe życie (do 12 lat) i podobieństwa w strukturach narządów. Na przykład, ich serce waży ok. 300-400 g, co pozwala symulować warunki ludzkie w badaniach kardiologicznych. Jak pokazują dane z przeglądu, od lat 50. XX wieku liczba badań z owcami rośnie – szczyt w latach 70., a dziś skupiają się głównie na neurologii, kardiologii i układzie oddechowym. Kraje jak Australia, Nowa Zelandia i USA prowadzą w tym zakresie, wykorzystując owce do modelowania chorób, które naturalnie u nich występują lub są indukowane eksperymentalnie.

W neurologii owce są obecni widoczne najbardziej. Ich stosunkowo duży mózg (ok. 140 g) pozwala na precyzyjne obrazowanie za pomocą MRI, fMRI czy DTI – narzędzi używanych w klinikach ludzkich. Przykładowo, model Parkinsona (PD) indukowany toksynami jak MPTP czy 6-OHDA reprodukuje objawy jak drżenie i sztywność mięśni, a nawet pozwala testować stymulację głęboką mózgu (DBS) w skali ludzkiej. Badania Hammocka z lat 80. pokazały, że owce rozwijają objawy podobne do ludzkich, co otworzyło drogę do testów terapii genowej. Podobnie w chorobie Huntingtona (HD) – transgeniczne owce z mutacją HTT rozwijają agregaty białkowe w mózgu, co nie udaje się w modelach mysich. Choroba Battena (CLN5), rzadka neurodegeneracyjna u dzieci, ma naturalny model w owcach rasy Hampshire, gdzie terapia genowa wstrzykiwana do komór mózgowych opóźnia objawy – sukces, który może przełożyć się na ludzi. Nawet epilepsja: owce rasy merino służą do badań ogniskowych napadów, z użyciem EEG i fMRI.

Nie tylko mózg – owce rewolucjonizują kardiologię. Ich układ sercowo-naczyniowy jest podobny do ludzkiego, co pozwala testować protezy zastawek czy stenty. W jednym badaniu owce posłużyły do implantacji zmodyfikowanej zastawki płucnej w bijącym sercu, z użyciem echokardiografii. W ortopedii modelują osteoporozę (indukowaną odłączeniem przysadki) czy gojenie kości, gdzie testuje się implanty tytanowe. Ich kości są biomechanicznie zbliżone do ludzkich, co czyni je lepszymi od świń, które rosną zbyt szybko. W reprodukcji owce symulują zespół policystycznych jajników (PCOS) – prenatalna ekspozycja na testosteron powoduje deficyty hormonalne podobne do kobiecych. Model matczyno-płodowy pozwala badać farmakokinetykę leków w ciąży, np. propofolu.

Onkologia i układ oddechowy też korzystają: naturalny rak płuc (OPA) u owiec, spowodowany retrowirusem JSRV, naśladuje ludzki gruczolakorak. Badania z endoskopią pokazują progresję guzów. W urologii owce modelują niedokrwienie nerek, testując ochronne działanie cynku. Nawet w transplantologii: owce służą do badań przeszczepów macicy czy nerek, z podobną anatomią naczyń.

Ale owce to nie tylko badania – ich rola w terapii wspomaganej zwierzętami (AAT), jak w poprzednich studiach o uzależnieniach czy zaburzeniach psychicznych, pokazuje holistyczne podejście. Kontakt z owcami podnosi oksytocynę, redukuje lęk i aktywuje korę przedczołową, co może uzupełniać leczenie farmakologiczne.

Oczywiście, owce mają ograniczenia: są droższe w utrzymaniu niż gryzonie, trudniejsze w manipulacji genetycznej (choć CRISPR to zmienia). Etyka jest kluczowa – badania muszą minimalizować cierpienie. Jednak, jak podkreślają autorzy, owce wypełniają lukę między małymi modelami a naczelnymi, których użycie budzi znacznie większe kontrowersje.

Banstola, A., & Reynolds, J. N. J. (2022). The sheep as a large animal model for the investigation and treatment of human disorders. Biology, 11(9), 1251. https://doi.org/10.3390/biology11091251