Осторожно! Самки!

Почему мы должны учитывать их в наших исследованиях и как работать с половыми различиями?

На протяжении десятилетий самцы грызунов были модельным организмом по умолчанию в доклинических исследованиях в области нейронаук [1]. Этот предвзятый подход обусловлен, в первую очередь, устойчивыми мифами относительно моделирования заболеваний на самках. В результате, исследования в основном сосредоточены на механизмах и симптомах, наблюдаемых у самцов, которые в дальнейшем стали "каноническими" диагностическими критериями для любого пола. Это, в свою очередь, привело к ошибочной диагностике и неадекватным методам лечения у женщин.

СДВГ

Классическим примером мисдиагностики заболевания у женщин является СДВГ (синдром деффицита внимания с гиперактивностью). Исторически сложилось, что диагностические критерии и исследования были ориентированы преимущественно на мужчин, что привело к меньшему признанию и пониманию СДВГ у женщин. Симптомы СДВГ у женщин могут не совпадать со стереотипным гиперактивным профилем, наблюдаемым у мужчин (рис. 1). Кроме того, женщины с раннего возрата могут разрабатывать стратегии "маскировки", чтобы скрыть симптомы СДВГ во время клинического обследования. Это, в свою очередь, может приводить к проявлению других психиатрических нарушений, таких как депрессия и тревожное расстройство, что также усложняет диагностику этого заболевания у женщин [2].

Таким образом, наша конечная цель как нейробиологов - помочь людям - как женщинам, так и мужчинам - с различными нейробиологическими и психиатрическими состояниями. Мы должны учитывать, что биологические признаки, связанные с полом, и социокультурные факторы, связанные с гендером, играют важную роль в нашем понимании проявления заболеваний (рис. 2). Проведение точных исследований на представителях обоих полов позволит нам распознавать различные симптомы конкретных нейрозаболеваний и избегать ошибочных диагнозов в клинике. Кроме того, это поможет врачам найти правильные стратегии лечения как для мужчин, так и для женщин [3].

Рис. 2. Факторы, влиящие на пол и гендер.

Цифры

Хорошие новости! Все больше и больше исследований представляют результаты, полученные на животных женского и мужского пола (38% в 2009 году против 68% в 2019; рис. 3). Более того, если в 2009 году треть исследователей не указывало пол модельного животного в своих статьях, беря за дефолтный - мужской пол, то в 2019 году таких работ было только 4%. Но все еще остается треть исследований, в которых используются исключительно самцы [4]. Каковы же причины этого?

Рис. 3. Статистика использования самок и самцов в нейробиологии за 2009 и 2019 годы соответственно [4].

Мифы

Разберем устаявшиеся мифы, связанные с использованием самок в исследованиях.

Миф №1: Данные по самкам будут более вариативными, чем данные по самцам

Это неверно. Этот миф был опровергнут несколькими комплексными мета-анализами, проведенными на крысах и мышах в разных областях нейронаук. Например, авторы одного отчета [5] проанализировали 311 исследований, в которых были представлены крысы-самцы и крысы-самки. Они измерили коэффициент вариации, который рассчитывается как стандартное отклонение, деленное на среднее значение. В этом мета-анализе было показало, что данные, полученные от самцов, могут быть более вариабельными, чем от самок (рис. 4). Интересно, что наибольшая вариабильность у самок наблюдалась только в исследованиях, не связанных с нейробиологией. В отличие от самцов, у которых коэффициент вариаций достоверно выше в нейрохимических и электрофизиологических данных.

Рис. 4. Коэффициент вариаций у самцов и самок в нейробиологии и исследованиях, не связанных с мозгом [5].

Миф №2: Использование самок требует знания фазы эстрального цикла или хирургического удаления яичников

Опять неверно. В приведенном выше отчете [5] cамки не отличались от самцов ни в один из дней эстрального цикла (рис. 5A). В другом крупном исследовании было показано [6], что спонтанное поведение самок зависит от индивидуальных различий, а не от фазы гормонального цикла (как у самцов, ничего себе!). Интересно, что самцы в приведенной работе демонстрируют большую вариабильность в поведении по сравнению с самками, как внутри, так и между особями (рис. 5B).

Рис. 5. Поведение самок не зависит от гормонального цикла, а обусловлено индивидуальными различиями [5, 6].

Миф №3: Если мы не обнаружили половых различий, мы можем продолжить наши исследования на самцах.

Если половые различия действительно отсутствуют, то использование смешанных когорт - лучший подход. Он гарантирует, что исследования удовлетворяют требованиям SABV (Sex as a Biological Variable=пол как биологическая переменная), создает наборы данных, представляющие оба пола, что повышает переводимость, воспроизводимость и научную строгость. Важно отметить, что он позволяет обнаружить потенциальные точки расхождения в ходе исследования [1].

Миф №4: Если мы начали данное исследование на самцах, мы должны продолжить его на самцах.

Опять же, лучшая стратегия - использовать в своих исследованиях как самцов, так и самок. Если вы будете работать только с самцами, то рискуете отнести исследования, ориентированные на самок, к категории менее значимых "повторных исследований", а не к столь же ценному вкладу в научные знания [1] (рис. 6).

Рис. 6. Лучшая стратегия - использование в своих исследованиях как самцов, так и самок.

Стратегия работы с разнополыми животными

Надеюсь, данные выше исследования убедили вас в необходимости использования животных обоих полов в вашей работе. Что делать дальше?

Определить оптимальное количество животных обоих полов в вашем исследовании
Провести статистический анализ на межполовые различия в полученных данных. Если половых различий не наблюдается, ОБЯЗАТЕЛЬНО привести данные об отсутствие половых различий в вашей статье. Это необходимо для репрезентации данных от самок в нейронауке. ОТСУТСТВИЕ МЕЖПОЛОВЫХ РАЗЛИЧИЙ - РЕЗУЛЬТАТ!
Если межполовые различия были статистически определены, то следующий шаг - найти причины этих различий. Тщательно проанализируйте все входные данные:

Как содержались животные обоих полов?
Насколько грамотно были рандомизированы животные?
С разнополовыми животными работал один и тот же исследователь? Или разные? Есть ли различия в данных, если тесты проводили разные исследователи?
Есть ли упоминания в литературе о генетических различиях у самцов и самок используемой линии животных?

и т.д.

4. Провести дополнительные исследования на выявление причин половых различий (в идеале).

5. Привести отчет о межполовых различиях в исследуемом вами предмете, обосновать наблюдаемые различия [7].

Рис. 7. Стратегия работы с разнополыми животными [7].

Четвертые и пятые пункты могут замедлить ход экспериментов. По причине этого, ученые часто выкидывают данные одного из полов (в основном, самок), чтобы скорее опубликовать данные и перейти к следующему этапу работы. Однако, это препятствует адекватному представлению о механизмах и симптомах тех или иных нейробиологических состояний у разных полов, что в дальнейшем может приводить к проблемам диагностики и лечениях женщин.

Используемая литература:

1. Shansky RM, Murphy AZ (2021) Considering sex as a biological variable will require a global shift in science culture. Nature Neuroscience 2021 24:4 24:457–464. https://doi.org/10.1038/s41593-021-00806-8

2. Olivia Guy-Evans, MSc. What Are The Signs Of ADHD in Women & Girls? - SimplyPhychology. https://www.simplypsychology.org/adhd-in-girls-and-women.html

3. Becker JB, Prendergast BJ, Liang JW (2016) Female rats are not more variable than male rats: A meta-analysis of neuroscience studies. Biol Sex Differ 7:1–7. https://doi.org/10.1186/S13293-016-0087-5/FIGURES/7

4. Levy DR, Hunter N, Lin S, et al (2023) Mouse spontaneous behavior reflects individual variation rather than estrous state. Current Biology 33:1358-1364.e4. https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.02.035

5. Tannenbaum C, Ellis RP, Eyssel F, et al (2019) Sex and gender analysis improves science and engineering. Nature 2019 575:7781 575:137–146. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1657-6

6. Rechlin RK, Splinter TFL, Hodges TE, et al (2022) An analysis of neuroscience and psychiatry papers published from 2009 and 2019 outlines opportunities for increasing discovery of sex differences. Nature Communications 2022 13:1 13:1–14. https://doi.org/10.1038/s41467-022-29903-3

7. Bölte S, Neufeld J, Marschik PB, et al (2023) Sex and gender in neurodevelopmental conditions. Nature Reviews Neurology 2023 19:3 19:136–159. https://doi.org/10.1038/s41582-023-00774-6