Получение модели сахарного диабета 1-го типа у мышей с помощью стрептозотоцина

Цель: получение стабильной модели сахарного диабета 1-го типа у лабораторных мышей с помощью стрептозотоцина (СТЦ), обладающего токсическим действием на β-клетки островков поджелудочной железы.

Материалы и методы. Опыты провели на 30 белых недиабетических мышах-самцах линии SHK, которым вводили внутрибрюшинно СТЦ в дозе 200 мг/кг двумя способами: 15 животным однократно (группа № 1) и 15 животным дробно  – 5 дней подряд по 40 мг/кг (группа № 2).

Результаты. В группе № 1 одна мышь погибла через 2 суток в результате гипогликемической комы, у 4 мышей развившаяся гипергликемия достигла сверхвысокого уровня (>33,3 ммоль/л), у 3 мышей произошла спонтанная реверсия диабетического статуса, и у 7 мышей гипергликемия стабилизировалась на уровнях, близких к 20 ммоль/л. В группе № 2 лишь у одной мыши была отмечена спонтанная реверсия диабета, в то время как у остальных 14 животных по окончании 4-недельного наблюдения отмечали стабильное течение СД со средним уровнем гипергликемии, умеренно превышающим 20 ммоль/л. Гистологическое изучение ПЖ этих животных подтвердило деструктивное действие СТЦ на островки в виде массовой гибели инсулинпродуцирующих β-клеток.

Заключение. Дробное внутрибрюшинное введение СТЦ обеспечивает стабильное течение экспериментального СД1 у 93% лабораторных мышей.

1. Lenzen S. Animal models of human type 1 diabetes for evaluating combination therapies and successful translation to the patient with type 1 diabetes. Diabetes Metab Res Rev. 2017; 33 (7). doi: 10.1002/dmrr.2915.

2. Athmuri DN, Shiekh PA. Experimental diabetic animal models to study diabetes and diabetic complications. Methods X. 2023 Nov 4; 11: 102474. doi: 10.1016/j.mex.2023.102474.

3. Pandey S, Chmelir T, Chottova Dvorakova M. Animal Models in Diabetic Research-History, Presence, and Future Perspectives. Biomedicines. 2023 Oct 20; 11 (10): 2852. doi: 10.3390/biomedicines11102852. PMID: 37893225.

4. Makino S, Kunimoto K, Muraoka Y, Mizushima Y, Katagiri K, Tochino Y. Breeding of a Non-Obese, Diabetic Strain of Mice. Jikken Dobutsu. 1980; 29: 1–13.

5. Rothbauer M, Rosser JM, Zirath H, Ertl P. Tomorrow today: organ-on-a-chip advances towards clinically relevant pharmaceutical and medical in vitro models. Curr Opin Biotechnol. 2019; 55: 81–86. doi: 10.1016/j.copbio.2018.08.009].

6. Furman BL, Candasamy M, Bhattamisra SK, Veettil SK. Reduction of blood glucose by plant extracts and their use in the treatment of diabetes mellitus; discrepancies in effectiveness between animal and human studies. J Ethnopharmacol. 2020; 247: 112264. doi: 10.1016/j.jep.2019.112264.

7. Pandey S, Dvorakova MC. Future Perspective of Diabetic Animal Models. Endocr Metab Immune Disord Drug Targets. 2020; 20 (1): 25–38. doi: 10.2174/1871530319666190626143832.

8. Kottaisamy CPD, Raj DS, Prasanth Kumar V, Sankaran U. Experimental animal models for diabetes and its related complications – a review. Lab Anim Res. 2021; 37 (1): 23. doi: 10.1186/s42826-021-00101-4.

9. Rakieten N, Rakieten ML, Nadkarni MV. Studies on the diabetogenic action of streptozotocin. Cancer Chemother Rep. Part 1. 1963; 29: 91–98.

10. Junod A, Lambert AE, Stauffacher W, Renold AE. Diabetogenic action of streptozotocin: Relationship of dose to metabolic response. J Clin Invest. 1969; 48: 2129–2139. doi: 10.1172/JCI106180.

11. Скалецкая ГН, Скалецкий НН, Волкова ЕА, Се вастьянов ВИ. Стрептозотоциновая модель стабильного сахарного диабета. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2018; 20 (4): 83–88. doi: 10.115825/1995-1191-2018-4-83-88.

12. Like AA, Rossini AA. Streptozotocin-induced pancreatic insulitis: New model of diabetes mellitus. Science. 1976; 193 (4251): 415–417. doi: 10.1126/science.180605.

13. Furman BL. Streptozotocin-Induced Diabetic Models in Mice and Rats. Curr Protoc. 2021 Apr; 1 (4): e78. doi: 10.1002/cpz1.78.