V roce 1980 představil The New York Times celostránkovou reklamu ze skupiny pro práva zvířat, která obtěžovala významnou kosmetickou společnost za testování produktů na očích králíků. Kampaň byla tak účinná, vedla k tomu, že několik kosmetických společností přislíbilo stovky tisíc dolarů na výzkum, aby našli alternativní metody testování, které nezahrnují zvířata.
Téměř o 40 let později, jaké jsou tyto alternativy a jakého pokroku jsme dosáhli?
Než se ponoříme do odpovědi, je třeba rozlišovat jeden důležitý rozdíl: ačkoli „testování na zvířatech“ obvykle vyvolává představu bezbranných králíků, kteří jsou prodáváni a šťouráni ve jménu krásy, použití zvířat ve výzkumu - a hledání alternativ - sahá daleko za kosmetický průmysl. Zvířata jako myši a krysy se široce používají v toxikologii, studiu chemických látek a jejich účinků na nás. Zvířata jsou také zásadní pro objev a testování léků. V biomedicínském výzkumu jsou zvířecí modely základem mnoha experimentů, které pomáhají vědcům zkoumat vše od fungování obvodů v mozku po progresi onemocnění v buňkách.
Přes jejich význam v těchto oborech je nyní snaha snížit počet zvířat používaných při testování. To je částečně způsobeno etickými obavami, které jsou hnací silou nové legislativy v různých zemích. Ale jde také o peníze a čas.
"Teoreticky by testy na zvířatech mohly být mnohem levnější a mnohem rychlejší," uvedl Warren Casey, ředitel Interagency Center pro hodnocení alternativních toxikologických metod USA, který analyzuje alternativy k použití u zvířat pro testování chemické bezpečnosti. .
Dalším problémem je, že v některých typech výzkumu jsou zvířata příliš odlišná od lidí, než aby předpovídali dopady, které budou mít určité produkty na naše tělo. "Takže máme etiku, efektivitu a lidskou relevanci," řekl Casey Live Science, tři hlavní faktory, které řídí lov alternativ.
Jaké jsou tedy dosud nejslibnější možnosti?
Data, data, všude
Jedním z přístupů je nahrazení zvířat algoritmy. Vědci vyvíjejí výpočetní modely, které drtí obrovské množství výzkumných údajů, aby předpovídaly účinky určitých produktů na organismus.
"Je to velmi aplikovatelný přístup. Je to velmi levné," řekl Hao Zhu, docent chemie na Rutgers University v New Jersey. Zhu je součástí výzkumného týmu, který vyvinul vysokorychlostní algoritmus, který extrahuje informace z online chemických databází a porovnává tisíce testovaných chemických sloučenin s novými, netestovanými identifikováním strukturních podobností mezi nimi. Poté používá to, co víme o toxicitě testováno sloučeniny k spolehlivým předpovědím o toxicitě netestováno odrůdy s podobnou strukturou (za předpokladu, že tato sdílená struktura znamená, že sloučenina bude mít podobné účinky).
Typicky by identifikace účinků nové sloučeniny vyžadovala skóre drahých a časově náročných testů na zvířatech. Takové výpočtové předpovědi by však mohly pomoci snížit množství potřebného výzkumu na zvířatech. "Pokud dokážeme, že sloučenina, kterou chceme uvést na trh, je bezpečná, pak si myslím, že by tyto studie mohly být náhradou za současné studie na zvířatech," řekl Zhu. Podobná studie vědců z Johns Hopkins University v Marylandu ukázala, že algoritmy by mohly být dokonce lepší než testy na zvířatech při předpovídání toxicity u různých sloučenin.
Miniaturní orgány
V posledních letech začali vědci pěstovat kultivované lidské buňky na lešeních zabudovaných na plastových čipech, které vytvářejí drobné struktury napodobující fungování našeho srdce, jater, ledvin a plic. Známé jako orgány na čipu, mohly poskytnout nový způsob testování účinků nových sloučenin nebo léků na lidské buňky.
Testování těchto zjednodušených, miniaturizovaných verzí naší fyziologie by mohlo přinést více lidsky relevantních výsledků než experimenty na zvířatech. Důležité je, že testy by také mohly nahradit použití celých zvířat ve výzkumných stádiích raného výzkumu, kdy vědci nemusí nutně testovat celé systémy. "Orgány na čipu" se většinou zabývají jediným výstupem nebo koncovým bodem, "řekl Casey - protože v této rané fázi může být vyžadováno pouze testování chování jednoho typu buněk v reakci na lék nebo nemoc , jako způsob vedení budoucího výzkumu.
To by mohlo „ve většině případů pomoci snížit množství pokusů na zvířatech, které vědci plánují v rámci probíhajících projektů,“ řekl Florian Schmieder, výzkumný pracovník, který na tomto cíli pracuje tím, že vyvíjí miniaturní modely ledvin a srdce v Fraunhoferově ústavu pro technologii materiálů a paprsků. , v Německu. Některé společnosti, stejně jako plíce, játra a srdce, vyvíjejí umělé 3D struktury, které replikují lidskou kůži. To je zvláště důležité v toxikologii, kde testy na zvířecích kůžích byly dlouho základem pro pochopení účinků nových, netestovaných sloučenin.
Jeho nahrazení modelem bez poškození je nyní realitou, řekl Casey: „Modely kožních tkání se skutečně ukázaly být velmi efektivní. Mohou poskytnout informace o akutních změnách - ať už bude něco žíravého a poškodí kůži.“
Lidské studie
Jedním z nápadů, který se často objevuje jako protiklad ke zkouškám na zvířatech, je to, že pokud lidé chtějí těžit z nových léčebných postupů, léků a výzkumu, měli bychom se místo toho nabízet jako testovací subjekty. To je docela zjednodušený a extrémní pohled - a ve většině zemí jsou testy na zvířatech vyžadovány zákonem předtím, než jsou drogy dány například lidem. Není to nutně ani praktické.
Existují však pečlivě kontrolované formy testování na lidech, které mají potenciál omezit používání zvířat, aniž by to ohrozilo lidské zdraví. Jednou takovou metodou je mikrodavování, kdy lidé dostávají nový lék v tak malém množství, že nemá široké fyziologické dopady, ale v systému je stále dost cirkulace, aby bylo možné změřit jeho dopad na jednotlivé buňky.
Myšlenka je taková, že tento opatrný přístup by mohl pomoci eliminovat neživotaschopné drogy v rané fázi, namísto použití tisíců zvířat ve studiích, které mohou pouze prokázat, že droga nefunguje. Tento přístup se ukázal být dostatečně bezpečný a účinný, že mnoho velkých farmaceutických společností nyní používá mikrodávkování pro zefektivnění vývoje léčiv.
"Budou samozřejmě existovat etické obavy, ale ty by mohly být snadno vyváženy potenciálním přínosem při účinnějším uvádění bezpečnějších a účinnějších léčivých přípravků na trh," uvedl Casey.
Kde jsme teď?
Co tedy tyto alternativy znamenají pro budoucnost testování na zvířatech? V některých oblastech výzkumu, jako je testování kosmetiky - kde tolik existujících produktů již bylo pomocí studií na zvířatech prokázáno jako bezpečné - se stále více uznává, že testování nových výrobků je něco, co opravdu nepotřebujeme, aby toto odvětví pokročilo. To potvrzují předpisy jako nařízení Evropské unie, které nyní zakazuje testování na zvířatech u všech kosmetických produktů, které jsou vyráběny a prodávány v EU.
Vidíme také pokroky ve výzkumu toxikologie. Toxikologové se již dlouho spoléhají na šest základních testů na zvířatech, které prověřují, zda nové produkty nevykazují akutní toxicitu - zkontrolují, zda produkt po požití způsobuje podráždění kůže, poškození očí nebo smrt. Ale v příštích dvou letech budou tyto základní testy pravděpodobně ve Spojených státech nahrazeny alternativami bez použití zvířat, řekl Casey. Důvodem tohoto pokroku je, že „biologie, která je základem těchto typů toxicity, je mnohem jednodušší než jiné bezpečnostní obavy, které mohou nastat po vystavení chemické látce po delší dobu, jako je rakovina nebo reprodukční toxicita,“ uvedl Casey.
Ale v jiných oblastech výzkumu, kde jsou vyšetřované otázky složitější, zvířecí modely stále poskytují jediný způsob, jakým v současné době máme plné porozumění různorodým, rozšířeným a dlouhodobým účinkům sloučeniny, drogy nebo nemoci. "Fyziologie je opravdu, opravdu složitá a my na ni stále nemůžeme" - ani nic, co by ji legitimně napodobovalo kromě zvířecích modelů, řekl Casey.
I přes nejslibnější pokroky, jako je vývoj orgánů na čipu, je to stále daleko od všeho, co představuje spojené lidské tělo. "Hlavním problémem ve vývoji systémů umělých orgánů je získat celou komplexnost živého organismu in vitro," řekl Schmieder. "Problém je zde emulovat kinetiku a dynamiku lidského těla skutečně prediktivním způsobem."
Zatímco orgány na čipu a další vynálezy mohou pomoci odpovědět na jednodušší otázky, právě teď jsou modely všech zvířat jediným způsobem, jak studovat složitější účinky - například to, jak jsou obvodové funkce v mozku spojeny s viditelným chováním. To jsou typy otázek, které nám pomáhají porozumět lidským onemocněním a v konečném důsledku vedou k záchranným léčbám a terapiím. Experimenty na zvířatech, které jsou základem těchto objevů, tedy zůstávají zásadní.
Je také třeba poznamenat, že některé z nejslibnějších testů na zvířatech, které máme dnes - jako algoritmy - fungují pouze proto, že mohou čerpat z desetiletí výzkumu na zvířatech. A abychom v budoucnu pokročili, budeme muset v tomto výzkumu pokračovat, řekl Zhu.
"Nemůžeme použít počítače k tomu, abychom úplně nahradili testování na zvířatech. Stále potřebujeme nějaké pokusy na zvířatech na nízké úrovni, abychom vygenerovali potřebná data," řekl Zhu. "Pokud jste mě požádali, abych hlasoval pro slibný přístup, hlasoval bych pro kombinaci výpočetních a experimentálních metod."
Existují tedy alternativy k testování na zvířatech? Krátká odpověď zní ano - a ne. I když máme několik možností, prozatím nejsou dostatečně sofistikované, aby vyhubily testování na zvířatech. Je však rozhodující, že mohou snížit počet zvířat, která používáme ve výzkumu. A s novými předpisy a stále chytřejšími alternativami můžeme alespoň doufat, že v budoucnu bude počet zvířat nadále klesat.
