W 1980 roku „New York Times” opublikował całostronicową reklamę grupy zajmującej się prawami zwierząt, która nakłaniała znaną firmę kosmetyczną do testowania swoich produktów na oczach królików. Kampania była tak skuteczna, że doprowadziła kilka firm kosmetycznych do złożenia setek tysięcy dolarów na badania w celu znalezienia alternatywnych metod testowania bez udziału zwierząt.
Prawie 40 lat później, jakie są niektóre z tych alternatyw i jak duży postęp osiągnęliśmy?
Zanim zagłębimy się w odpowiedź, należy zrobić jedno ważne rozróżnienie: chociaż „testy na zwierzętach” zwykle wywołują obraz bezbronnych królików szturchanych i szturchanych w imię piękna, wykorzystywania zwierząt w badaniach - i poszukiwania alternatyw - rozciąga się daleko poza branżę kosmetyczną. Zwierzęta takie jak myszy i szczury są szeroko stosowane w toksykologii, badaniach chemikaliów i ich wpływu na nas. Zwierzęta mają również kluczowe znaczenie w odkrywaniu i testowaniu leków. W badaniach biomedycznych modele zwierzęce są podstawą wielu eksperymentów, które pomagają badaczom badać wszystko, od funkcjonowania obwodów w mózgu po postęp choroby w komórkach.
Pomimo ich znaczenia w tych dziedzinach, podejmowane są obecnie wysiłki w celu zmniejszenia liczby zwierząt wykorzystywanych w testach. Jest to częściowo spowodowane obawami etycznymi, które napędzają nowe ustawodawstwo w różnych krajach. Ale sprowadza się to również do pieniędzy i czasu.
„Teoretycznie testy bez udziału zwierząt mogą być znacznie tańsze i znacznie szybsze” - powiedział Warren Casey, dyrektor Interagency Center for the Assessment of Alternative Toxicological Methods of the National National Programme, który analizuje alternatywy dla stosowania zwierząt w badaniach bezpieczeństwa chemicznego .
Innym problemem jest to, że w niektórych rodzajach badań zwierzęta są zbyt różne od ludzi, aby z powodzeniem przewidzieć wpływ, jaki niektóre produkty będą miały na nasze ciała. „Mamy więc etykę, wydajność i znaczenie dla ludzi” - powiedział Casey Live Science, trzy główne czynniki napędzające poszukiwanie alternatyw.
Jakie są więc najbardziej obiecujące opcje?
Dane, dane, wszędzie
Jednym z podejść jest zastąpienie zwierząt algorytmami. Naukowcy opracowują modele obliczeniowe, które gromadzą ogromne ilości danych badawczych, aby przewidzieć wpływ niektórych produktów na organizm.
„Jest to bardzo odpowiednie podejście. Jest bardzo tanie” - powiedział Hao Zhu, profesor chemii na Rutgers University w New Jersey. Zhu jest częścią zespołu badawczego, który opracował szybki algorytm, który wyodrębnia ryzę informacji z internetowych chemicznych baz danych, aby porównać tysiące testowanych związków chemicznych z nowymi, niesprawdzonymi, identyfikując podobieństwa strukturalne między nimi. Następnie wykorzystuje to, co wiemy o toksyczności przetestowany związki, aby uzyskać wiarygodne prognozy dotyczące toksyczności niesprawdzone odmiany o podobnej strukturze (przy założeniu, że ta wspólna struktura oznacza, że związek będzie miał podobne skutki).
Zazwyczaj identyfikacja działania nowego związku wymagałaby wielu kosztownych, czasochłonnych testów na zwierzętach. Ale takie przewidywania obliczeniowe mogą pomóc w zmniejszeniu liczby wymaganych badań na zwierzętach. „Jeśli możemy wykazać, że związek, który chcemy wprowadzić na rynek, jest bezpieczny, to uważam, że tego rodzaju badania mogą zastąpić obecne badania na zwierzętach” - powiedział Zhu. Podobne badanie przeprowadzone przez naukowców z Johns Hopkins University w Maryland wykazało, że algorytmy mogą nawet być lepszy niż testy na zwierzętach w przewidywaniu toksyczności różnych związków.
Miniaturowe narządy
W ostatnich latach naukowcy zaczęli hodować ludzkie komórki na rusztowaniach osadzonych na plastikowych wiórach, tworząc małe struktury naśladujące funkcjonowanie naszego serca, wątroby, nerek i płuc. Znane jako organy na czipie, mogą stanowić nowy sposób testowania wpływu nowych związków lub leków na komórki ludzkie.
Testy na tych uproszczonych, zminiaturyzowanych wersjach naszej fizjologii mogłyby dostarczyć wyniki bardziej odpowiednie dla człowieka niż eksperymenty na zwierzętach. Co najważniejsze, testy mogą również zastąpić wykorzystanie całych zwierząt w fazie eksploracyjnej wczesnych badań, kiedy naukowcy niekoniecznie muszą testować całe systemy. Casey powiedział, że organy na chipie „w większości dotyczą pojedynczego wyjścia lub punktu końcowego”, ponieważ wszystko, co może być wymagane na tym wczesnym etapie, to przetestowanie zachowania jednego typu komórek w odpowiedzi na lek lub chorobę , jako sposób na ukierunkowanie przyszłych badań.
To może „w większości przypadków pomóc w zmniejszeniu liczby badań na zwierzętach, które naukowcy planują w ramach trwających projektów”, powiedział Florian Schmieder, badacz, który pracuje nad tym celem, opracowując miniaturowe modele nerek i serca w Instytucie Technologii Materiałów i Belek Fraunhofer , w Niemczech. Oprócz płuc, wątroby i serc, niektóre firmy opracowują sztuczne struktury 3D, które replikują ludzką skórę. Jest to szczególnie ważne w toksykologii, gdzie testy skórne na zwierzętach od dawna stanowią podstawę do zrozumienia działania nowych, niesprawdzonych związków.
Zastąpienie go modelem nieszkodliwym jest już rzeczywistością, Casey powiedział: „Modele tkanek skórnych naprawdę okazały się całkiem skuteczne. Mogą zapewnić wgląd w ostre zmiany - czy coś będzie żrące i uszkodzi skórę”.
Badania na ludziach
Jednym z pomysłów, który jest często podnoszony jako przeciwny do testów na zwierzętach, jest to, że jeśli ludzie chcą skorzystać z nowych metod leczenia, leków i badań, powinniśmy zamiast tego zaoferować się jako badani. To dość uproszczony i skrajny pogląd - w większości krajów testy na zwierzętach są wymagane przez prawo, na przykład przed podaniem narkotyków ludziom. Więc niekoniecznie jest to również praktyczne.
Istnieją jednak dokładnie kontrolowane formy badań na ludziach, które mogą potencjalnie ograniczyć wykorzystanie zwierząt, nie zagrażając zdrowiu ludzkiemu. Jedną z takich metod jest mikrodawkowanie, w którym ludzie otrzymują nowy lek w tak małych ilościach, że nie ma on szerokiego wpływu fizjologicznego, ale w układzie jest wystarczająca ilość krwi, aby zmierzyć jego wpływ na poszczególne komórki.
Chodzi o to, że to ostrożne podejście może pomóc wyeliminować leki nieżywotne na wczesnym etapie, zamiast wykorzystywać tysiące zwierząt w badaniach, które mogą jedynie wykazać, że lek nie działa. Podejście to okazało się wystarczająco bezpieczne i skuteczne, że wiele dużych firm farmaceutycznych stosuje obecnie mikrodawkowanie w celu usprawnienia opracowywania leków.
„Oczywiście będą istnieć obawy natury etycznej, ale potencjalne korzyści z wprowadzenia bezpieczniejszych i bardziej skutecznych leków na rynek będą skuteczniej przeważać”, powiedział Casey.
Gdzie teraz jesteśmy?
Co zatem oznaczają te alternatywy dla przyszłych badań na zwierzętach? W niektórych obszarach badań, takich jak testowanie kosmetyków - gdzie tak wiele istniejących produktów zostało już udowodnionych jako bezpieczne w badaniach na zwierzętach - rośnie świadomość, że testowanie nowych produktów jest czymś, czego tak naprawdę nie musimy rozwijać w tej branży. Potwierdzają to przepisy takie jak te zaproponowane przez Unię Europejską, która obecnie zakazuje testowania na zwierzętach wszelkich produktów kosmetycznych produkowanych i sprzedawanych w UE.
Obserwujemy również postępy w badaniach toksykologicznych. Toksykolodzy od dawna polegają na sześciu podstawowych badaniach na zwierzętach, które badają nowe produkty pod kątem ostrej toksyczności - sprawdzając, czy produkt powoduje podrażnienie skóry, uszkodzenie oczu lub śmierć w przypadku spożycia. Jednak Casey powiedział, że w ciągu najbliższych dwóch lat te testy podstawowe zostaną prawdopodobnie zastąpione alternatywnymi metodami bez udziału zwierząt w Stanach Zjednoczonych. Przyczyną tego postępu jest to, że „biologia leżąca u podstaw tego rodzaju toksyczności jest znacznie prostsza niż inne obawy dotyczące bezpieczeństwa, które mogą powstać po wystawieniu na działanie substancji chemicznej przez dłuższy okres czasu, takiej jak rak lub toksyczność reprodukcyjna”, powiedział Casey.
Ale w innych obszarach badań, w których badane pytania są bardziej złożone, modele zwierzęce nadal zapewniają jedyny sposób, w jaki obecnie mamy pełne zrozumienie różnorodnych, szeroko rozpowszechnionych, długoterminowych skutków związku, leku lub choroby. „Fizjologia jest naprawdę, bardzo złożona i nadal nie mamy z tym nic wspólnego” - i nic, co słusznie naśladuje ją poza modelami zwierzęcymi, powiedziała Casey.
Nawet pomimo najbardziej obiecujących postępów, takich jak rozwój narządów na chipie, jest to jeszcze daleko od wszystkiego, co reprezentuje połączone ludzkie ciało. „Głównym problemem przy opracowywaniu sztucznych układów narządów jest uzyskanie pełnej złożoności żywego organizmu in vitro” - powiedział Schmieder. „Problem polega na tym, aby naśladować kinetykę i dynamikę ludzkiego ciała w bardzo przewidywalny sposób”.
Podczas gdy narządy na chipie i inne wynalazki mogą pomóc odpowiedzieć na prostsze pytania, obecnie modele całych zwierząt są jedynym sposobem badania bardziej złożonych efektów - takich jak powiązanie funkcji obwodów w mózgu z widocznymi zachowaniami. Są to rodzaje pytań, które pomagają nam zrozumieć ludzkie choroby i ostatecznie prowadzą do ratujących życie terapii i terapii. Zatem eksperymenty na zwierzętach, które leżą u podstaw tych odkryć, pozostają kluczowe.
Warto również zauważyć, że niektóre z najbardziej obiecujących testów bez udziału zwierząt, jakie mamy dzisiaj - jak algorytmy - działają tylko dlatego, że mogą czerpać z dziesięcioleci badań na zwierzętach. Zhu powiedział, że aby posunąć się naprzód w przyszłości, będziemy musieli kontynuować te badania.
„Nie możemy używać komputerów do całkowitego zastąpienia testów na zwierzętach. Wciąż potrzebujemy testów na zwierzętach na niskim poziomie, aby wygenerować niezbędne dane” - powiedział Zhu. „Gdybyś poprosił mnie o głosowanie na obiecujące podejście, głosowałbym na połączenie metod obliczeniowych i eksperymentalnych”.
Czy istnieją alternatywy dla testów na zwierzętach? Krótka odpowiedź brzmi: tak - i nie. Chociaż mamy kilka opcji, na razie nie są one wystarczająco zaawansowane, aby wyeliminować testy na zwierzętach. Co najważniejsze, mogą jednak zmniejszyć liczbę zwierząt wykorzystywanych w badaniach. Dzięki nowym przepisom i coraz mądrzejszym alternatywom możemy przynajmniej mieć nadzieję, że w przyszłości liczba zwierząt będzie nadal spadać.
