Tartu laborihiirte teadusele elatud elud

Esimestest tõsiseltvõetavatest katsetest hiirtega möödub tänavu sada aastat. Ekspress uuris sel puhul, kuidas elavad Eesti laborihiired ja missuguseid katseid nende peal tehakse.

Eesti kõige suurem, 3000pealine laborihiirte koloonia asub Tartu Ülikooli biomeedikumis Maarjamõisas.

Neid on seal musti ja pruune.

Korteriteks on hiirtel kingakarbist suuremad puurid viiekorruselistel riiulitel.

Nad kaaluvad 25–30 grammi ja söövad umbes kolm grammi hiirtegraanulit päevas. Aga kui panna kõrvale pitsa, eelistaksid nad muidugi seda, ütleb arstiteaduskonna füsioloogia instituudi juhataja professor Eero Vasar.

Kuigi labori tingimustes elaksid nad kuni 2,5 aastat, tehakse neile tavaliselt palju varem süsihappegaasiga eutanaasia, halastussurm.

Pruunid hiired vihkavad viina

Ilmselge, et inimgeneetika selgitamiseks ja uurin­gutulemuste testimiseks on tarvis teha eksperimente. Inimeste peal katsete tegemine on ju keeruline: esiteks kipuvad nad paarituma, kellega ise soovivad, ning geneetiline aretus on aeganõudev. Nende eluiga on teaduslike uuringute jaoks tüütult pikk ning enesestmõistetavalt tekiksid eksperimenteerimisel esinevate anomaaliate korral igasugu jamad.

Et aga enamik inimeste ja hiirte geenidest kattuvad ning kuna nad paljunevad ja arenevad kiiresti ja neid on odav üleval pidada, on need väikesed tegelased teaduskatseteks loogiline valik.

“Kuigi imetajate üldine ülesehitus ja funktsioneerimise printsiibid on sarnased, on terve rida probleeme seotud näiteks immuunsüsteemi erinevustega,” toob Vasar välja. “Mitmesuguste viiruste vastaste ravimite testimisel on mindud seda teed, et on loodud hiired, kes on humaniseeritud maksaga – neil on inimese maksarakud. Nii on võimalik testida näiteks hepatiidivastaseid ravimeid.”

Teaduslikeks uuringuteks on välja ­aretatud spetsiaalsed nn hiirteliinid, mis on ­saadud ühe pesakonna õdede-vendade ristamisel. Homosügootne ehk ühesuguste ­geenidega ­hiirteliin tekib, kui ristatud on vähemalt 20 põlvkonda.

Tartus elavad traditsiooniliselt kahe hiirteliini esindajad. Pruun hiir liininimega 129/SV on hästi ärev loom, kes näiteks alkoholi suurt tarbida ei taha.

Teine on C57Bl6, must, väga aktiivne hiir, kellele seevastu alkohol mekib suurepäraselt.

Talle on omane ka pügamiskäitumine – iseendal näksivad nad seljalt karvu, teistel loomadel vurre ja karvu pealaelt.

Tulevik on rottide päralt

Üks geneetiliste avastuste võimalusi ongi eri hiirteliinide käitumise võrdlemine, teine isaste ja emaste geneetiliste modifikatsioonide efektide erinevus.

“Instituudis liiguvad aga mõtted minna hiirtelt edasi rottide peale, sest rott on oluliselt keerulisem loom. Rotil on ka võime näha ette sündmusi, mis teda ees ootavad, seda hiirtel ei ole. Tema intellektuaalne võimekus on üleüldse suurem kui hiirel. Ja veel, ta on samm lähemale inimesele kui hiir!” kirjeldab instituudi tulevikuplaane Vasar.

Muide, varem tehti Tartus katseid tänavalt püütud koerte ja kassidega, samuti merisigade, küülikute ja konnadega.

Nüüd oleks tänavalt palderjani abil katsete jaoks loomade püüdmine utoopia, kogu tegevus laborihiirtega on ülirangelt reglementeeritud. Geneetiliselt kaardistatud liinide esindajaid, katseloomi, kelle tükihind varieerub 200 ja 400 krooni vahel, ostetakse Tartusse sisse Rootsi ja Taani spetsiaalsetest laboriloomade tootmisega tegelevatest firmadest.

“Lisaks geneetilisele sobilikkusele on väga tähtis, et nende hulgas ei leviks patogeenseid mikroobe. Meil ei ole selliseid asju olnud, et tuleb sisse viirus, mis ühemõtteliselt loomad hävitab,” sõnab Vasar.

Tartu teadlased uurivad aju mehhanisme

Professor Eero Vasar tutvustab, milliseid uuringuid Tartus hiirte peal on korraldatud.

Parkinsoni tõbi

Üks uurimisliin on seotud Parkinsoni tõvega. Tartu teadlased analüüsivad ­hiirtel ühe teatud valgu (alfa-sünukleiini) sadestumist, mille tõttu tekib Parkinsoni tõvele iseloomulik närvirakkude hääbumine. Teadlased on suutnud ka hiirtel tekitada sarnased motoorikahäired, kuigi need ei kopeeri täielikult seda seisundit, mis tekib inimestel.

Kas laborihiir tunneb kassi lõhna?

Üks tuntumaid katseid, mida Tartu ülikooli teadlased hiirte peal on teinud, on laboriloomadele kassi lõhna tunda andmine. “Kui loomad väga pikka aega ei ole olnud seotud välismaailmaga, siis neil ei tohiks olla arusaamist, mida kass endast kujutab,” selgitab Vasar katset näitlikustavat videot kommenteerides. “Hiired on siin puuris aktiivsed, liiguvad ringi ja ajavad oma asju. Nüüd pannakse sinna riidetükk, mis on olnud ühe Lõuna-Eesti metsiku, tigeda kassi kaela ümber. Mõne aja pärast on näha, kuidas nad tarduvad ja jäävad liikumatuks. Nad tunnevad, et midagi on õhus, ja tekib täielik tardumus, mis on liigile omane hirmu ja ärevust peegeldav käitumisreaktsioon.”

Volframiinigeen

Üks Tartu teadlaste põhiuurimisvaldkondi on volframiinigeen, mille kohta on muuseas äsja doktoritöö kirjutanud Hendrik Luuk (muuhulgas on ta ka bändi ­Popidiot liige). Selle geeni puudulikkuse korral tekib inimesel Wolframi sündroom, millel on neli sümptomit: suhkurdiabeet, magediabeet, kurtus ja pimedus. See on suhteliselt harvaesinev haigus, mida seostatakse ka psühhiaatriliste häiretega.

Eero Vasar näitab, kuidas selle geeni uurimisalused hiired hakkavad stressitingimustes säutsuma nagu linnud. “See on täiesti virtuaalne maailm, niisugust häälitsust looduses ei esine! Nüüd lisati puuri veel valgust, stiimul muutus võimsamaks ning stressi ja käitumise vaheline seos on väga hästi nähtav. Seda käitumist pärsivad mitmesugused ravimid, nagu näiteks ärevusevastane diasepaam, mis võtab säutsumise ära ühe minutiga. Kui inimesele diasepaami süstida, tekib kiiresti täielik lõõgastumine. Pärast selle rohu süstimist rahuneb loom maha. Teine aine, mis väga tugevasti neile hiirtelemõjub, on alkohol. Amfetamiini efekt on nõrgem,” räägib Vasar.  

“Me tahaksime saada lähemale sellele molekulaarsele mehhanismile, mille kaudu volframiin mõjutab dopaminergilist süsteemi. Kui me sellest aru saaksime, oleks võimalik mõtlema hakata ka mingisuguste ravimite peale. Selle kaudu me suurendaksime inimeste võimet stressiga toime tulla, olla paremini motiveeritud ja kontrollida paremini oma sisemisi ajesid.”

Limbilise süsteemiga seotud membraanivalk

“Limbilise süsteemiga seotud membraanivak on üks ­omapärane proteiin, mille kohta väga palju infot ei ole. On üks inimuuring, kus on näidatud selle seost skisofreeniaga, aga see on ka hetkel kõik. Aga mida me oleme näinud, on see, et nendel hiirtel on tõsised kohanemise ja just sotsiaal­se käitumise häired – agressiivset käitu­mist isastel loomadel peaaegu pole.

Näiteks ka seesama vurrude trimmimiskäitumine on puudu. Ja amfe­tamiinile, tundub, selle geenidefektiga loom praktiliselt ei reageeri. Nüüd ongi küsimus, et kas see loom on hüperaktiivsuse sündroomi mudel.”

Esimesed hiirteuurijad

• Esimesena hakkas hiirtega katseid tegema Gregor Mendel. Brno kloostris, kus ta elas, keelas piiskop selle tegevuse aga juba üsna eos ära – mungal pole ju sobilik elada üheskoos elukatega, kes seksivad ja paljunevad! Nii pöörduski Mendel pärilikkuse uurimisel aeda, herneste juurde.

• Kui 1900. aastal taasavastati Mendeli seadused, kerkis kohe päevakorrale küsimus samade põhimõtete kehtimisest loomadel. Asja hakkas uurima Lucien Guénot, kes 1902. aastal avastaski hiirte karvavärvi ülekandumise baasil pärilikkuse ka hiirtel.

• Hiirte geneetika uurimine sai teaduslikult arvestatava alguse aga alles 1909. aastal.
  
  Sel aastal avaldas Ernest Edward Tyzzer uurimuse hiirte pärilikust vastupanuvõimest siiratud kasvajatele ja Clarence Cook Little hakkas esimesena hiiri geneetiliselt aretama. Just Little oli see, kes alustas tõsisemalt imetajate füsioloogia ja biokeemia uuringuid. Tänaseks on hiirte genoom kaardistatud, aretatud on sadu eri liine.

• 1981. aasta oli hiirteuuringus revolutsiooniline. Siis loodi esimesed transgeensed hiired – hiirtele siirati üks jänese geen. See tähendas, et geen suudab funktsioneerida ka mujal kui ühe organismi unikaalses kromosoomis ning samad geenid saavad funktsioneerida eri imetajate organismides. Esimene avalikkuse tähelepanu pälvinud hiir, kes pääses ka ajakirja Nature kaanele, oli hiigelhiir, kellele siirati roti kasvuhormooni tagav geen.

• Järgmine sündmus, mis avas uksed veelgi laiematele uuringutele, oli nokaut-tehnoloogia väljatöötamine – mingi geen lülitatakse välja.