Badając działanie nowego leku na zwierzętach chorych na nowotwory dąży się do uzyskania odpowiedzi na dwa pyta­nia: Czy ten nowy lek może upośledzić wzrost nowotworu lub — co jest bardziej pożądane — doprowadzić do jego znik­nięcia? Jeżeli lek okazuje się skuteczny, to jak wielka jest różnica pomiędzy dawką leku przynoszącą pożądany skutek a dawką, która zabija zwierzę? Znalezienie leku, który powo­duje wyleczenie nowotworu, ma zawsze duże znaczenie, ale wartość praktyczna leku może być ograniczona, jeżeli się okaże, że niezbędna do tego celu dawka zabija również zwie­rzę lub wywiera silne działanie toksyczne. Doniesienie, które ukazało się niegdyś w czasopiśmie naukowym, że zwierzęta ginęły po podaniu dawki pewnego leku przeciwrakowego, ale były wolne od nowotworu — nie zachęciło nikogo do stoso­wania tego środka u człowieka. Na przykładzie nowotworu, który został wywołany u szczu­ra za pomocą środka chemicznego i od tego czasu był przeszczepiany z pokolenia na pokolenie, można pokazać procedurę mierzenia działania przeciwrakowego. Cienkie płat­ki guza dawcy wszczepia się w warunkach jałowości pod skó­rę szczurom. Po tygodniu pojawiają się łatwo dostrzegalne guzki o wadze około 2 g. W tym czasie dokonuje się podziału zwierząt na 7 grup. Jedna grupa zwierząt nie otrzymuje żad­nego leczenia (grupa kontrolna). Zwierzętom z pozostałych 6 grup wstrzykuje się badany lek, przy czym każda grupa otrzymuje inną dawkę leku, a po tygodniu zabija się zwierzę­ta i usuwa się guzki. W grupie 4 guzy nie urosły wcale, były one tej samej wielko­ści jak przed tygodniem, gdy rozpoczęto leczenie. Szczury z grupy 5, które otrzymały drugą co do wielkości dawkę, nie miały wcale guzów. Najwyższa dawka, podana zwierzętom z grupy 6, zabiła wszystkie szczury przed ukończeniem do­świadczenia. To badanie przyniosło odpowiedź na obydwa pytania. Nowy lek ma niewątpliwie działanie przeciwrakowe, a różnica mię­dzy dawką niezbędną do zniszczenia guza a dawką zabijającą zwierzę może być łatwo obliczona na podstawie wyników ba­dania. Ta różnica bywa zwykle wyrażana proporcjonalnym stosunkiem obydwu dawek i oznaczana mianem wskaźnika leczniczego. Ogólnie biorąc środki przeciwrakowe wykazują bardzo nie­korzystny wskaźnik leczniczy w porównaniu ze wskaźnikami leków przeciwbakteryjnych. Przeszczepiony nowotwór, którym posługiwano się w tym doświadczeniu, nosi nazwę „guza Yoshidy" od nazwiska le­karza japońskiego, który pierwszy wprowadził go do pracow­ni badawczych. Istnieje jednak ogromna różnorodność testów do badania przeciwrakowej aktywności leków. Narodowy Ośrodek Amerykański do Badania Chemioterapii Raka ocenia co roku aktywność przeciwrakową wielu setek roz­maitych środków chemicznych. W chwili obecnej pierwszym materiałem, służącym do zbadania aktywności tych związków chemicznych, jest przeszczepialna białaczka myszy, znana pod nazwa. L 1210. Okazała się ona szczególnie użyteczna do tego celu i panuje opinia, że test ten jest przydatny do oznaczania każdego środka używanego obecnie w klinikach do leczenia białaczki i z tego powodu stanowi niezawodną próbę wykry­wania nowych związków przeciw-białaczkowych. Nie oznacza to bynajmniej, że stwarzałaby ona równie niezawodne możli­wości dokładnej oceny, jakie środki chemiczne mogłyby się okazać użyteczne np. w leczeniu raka sutka. Taki model prób doświadczalnych na zwierzętach jest nie tylko bardzo wartościowy w określaniu właściwości przeciw-białaczkowych różnych związków chemicznych, ale również bardzo przydatny do szczegółowego badania zachowania się komórek nowotworowych poddanych działaniu środków przeciwrakowych. Myszy, którym wstrzykiwano komórki białaczkowe, ginęły w końcu z powodu nieustannego wzrostu nowotworu. Termin śmierci zależy od liczby komórek białaczkowych, wstrzyknię­tych zwierzęciu. Jeśli dawka wynosiła 1000 komórek, mysz ginęła po 12 dniach, 100 razy większa dawka komórek prowadziła do śmierci w terminie około 8 dni, a po wstrzyknięciu 10 milionów komórek zwierzęta ginęły na szósty dzień. Mierząc dokładnie czas przeżycia myszy, którym wstrzykiwano dokładnie zmierzoną liczbę komórek, a następ­nie leczono za pomocą określonej dawki przeciwrakowego związku chemicznego, można ocenić dokładnie liczbę komórek nowotworowych zniszczoną przez związek. Wyobraźmy sobie, że w pewnej grupie myszy każdej z nich wstrzyknięto 1 milion komórek białaczkowych i następ­nie leczono je określonym środkiem chemicznym. Zwierzęta padły 10 dnia, zamiast zginąć 7 dnia po wstrzyknięciu komó­rek. Tabela I obrazuje, że 10 dni przeżywają te myszy, którym wstrzyknięto 10 000 komórek. Innymi słowy, środek che­miczny zredukował liczbę czynnych komórek białaczkowych z 1 000 000 do 10 000. Lek zdołał więc zabić 99% populacji ko­mórek nowotworowych. Przykład ten ilustruje zarazem, jak trudno jest osiągnąć trwałe wyleczenie. Chociaż lek zdołał zabić 99% komórek białaczkowych u myszy, to jednak komórki pozostałe rozmnażają się nadal i w końcu zabijają zwierzę. Ponieważ nie powstaje żaden odczyn immunologiczny przy tak niewielkiej liczbie ko­mórek, więc ostateczny wynik leczenia polegał tylko na nie­znacznym przedłużeniu życia, a nie na doszczętnym wylecze­niu. Na podstawie tego rodzaju badań możemy obecnie przewi­dywać sposób, w jaki wrażliwe na działanie środków przeciw-rakowych nowotwory ludzkie będą reagowały na chemiotera­pię. W tym przypadku nowotwór został rozpoznany, gdy za­wierał one komórek i ważył około 100 g. W ciągu 2 tygodni zastosowano 3 serie leczenia i w końcu trzeciej serii waga guza spadła do 1 g (109 komórek). Taki wynik mógłby być uważany za bardzo dobry i w tym czasie nie udałoby się za­pewne wykryć jakichkolwiek objawów obecności guza. Jed­nakże lek musiał być odstawiony ze względu na toksyczne działanie uboczne. W okresie, gdy lek przestał być podawany, nowotwór zaczął się znów powiększać i w chwili, gdy pacjent stał się ponownie zdolny do kontynuowania leczenia, guz był już większy niż w chwili rozpoznania. Nawet gdyby drugi kurs leczenia miał być równie skuteczny jak pierwszy, to i wtedy nowotwór nie będzie mógł być zlikwidowany, ponieważ odrost jego masy w przerwach między okresami leczenia jest więk­szy niż masa, która uległa zniszczeniu podczas leczenia. Gdy nowotwór tak dobrze reaguje na lek, powstaje trud­ność w określeniu terminu, kiedy należy zaniechać leczenia, bowiem w większości przypadków nie udaje się wykryć obec­ności komórek nowotworowych, jeżeli ich liczba jest mniej­sza niż 10 milionów.Komórki tego nowotworu wydzielają substancję chemiczną, gonadotropinę, która pojawia się w moczu i może być wykryta nawet w bardzo nikłym stężeniu. Leczenie pro­wadzi się aż do chwili, gdy zawartość tej substancji w mo­czu osiągnie, normalny poziom. Niekiedy staje się niezbędne przeprowadzenie aż 12 serii intensywnego leczenia w ciągu wielu miesięcy, zanim zawartość gonadotropiny w moczu osią­gnie wartości prawidłowe, a chora może być uznana za wyle­czoną. Inne badania selekcyjne: W wypróbowywaniu nowych antybiotyków można zastąpić do­świadczenie na zwierzęciu badając działanie leku na różne szczepy bakterii wyhodowanych na rozmaitych pożywkach. W podobny sposób można założyć hodowlę komórek nowo­tworowych (ludzkich lub zwierzęcych), aby badać i określać działanie przeciwrakowe nowych środków chemicznych. Do­tychczasowe doświadczenie wykazało jednak, że ten sposób badania jest mniej pewny od doświadczeń nad przeszczepia­niem nowotworu na myszy i szczury. Te i inne podobne testy należy uważać jedynie za badania wstępne, które są podej­mowane dla wykrycia czynnych substancji przeciwrakowych. Te zaś substancje muszą następnie być zbadane w doświadcze­niu na zwierzętach, zanim zostaną wprowadzone do kliniki. Przeciwrakowe związki chemiczne: Różne poszczególne nukleotydy są połączone ze sobą w określonej sekwencji, aby utworzyć drobinę kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA). DNA reguluje wytwarzanie wszystkich zasadniczych składni­ków, które są niezbędne zarówno dla rozmnażania się komó­rek, jak i prawidłowego wykonywania ich czynności. Zaczyny (enzymy) zawiadują aktualnym wytwarzaniem wszelkich za­sadniczych składników, których komórka potrzebuje, i są również wytwarzane w jej organellach, zwanych rybosoma­mi. Wytwarzanie każdego enzymu jest regulowane przez swo­isty związek chemiczny, informacyjny RNA. Gdy powstaje po­trzeba użycia enzymu do budowy określonego składnika ko­mórki, w drobinie DNA zostaje wytworzony informacyjny RNA. Z chwilą powstania tego informatora podąża on do ry­bosomów i zapoczątkowuje syntezę odpowiedniego enzymu. Aminokwasy, z których składa się enzym, są pobierane do ry­bosomów przez drobiny innego związku chemicznego — prze­nośnikowego RNA. W ten sposób DNA, jak widać, sprawuje kontrolę nad szeregiem czynności w procesie wytwarzania składników komórki, kiedy tylko są one potrzebne. Aby no­wotwór mógł rosnąć i w końcu zabić gospodarza, niezbędne jest ustawiczne rozmnażanie . się komórek nowotworowych. Zanim komórka ulegnie podziałowi, musi ona podwoić ilość drobin DNA, tak aby każda komórka potomna powstająca z podziału zawierała należną ilość tego związku chemicznego, który jest tak niezbędny do regulowania wszelkich czynności komórki.