Прошлог новембра, влада Уједињеног Краљевства објавила је храбар план за постепено укидање тестирања на животињама у неким областима истраживања. Ове године планирано је да се елиминишу тестови на иритацији коже на животињама, а неке студије о псима требало би да буду смањене до 2030. Дугорочна визија је „свет у коме се употреба животиња у науци елиминише у свим осим у изузетним околностима“, наводи се у владиној политици.
Зашто једноставно окончање тестирања на животињама није одговор у биомедицинским истраживањима
Друге нације повлаче сличне потезе. Прошлог априла, америчка администрација за храну и лекове (ФДА) објавила је планове да студије на животињама буду „изузетак, а не норма“ у тестирању безбедности лекова и токсичности за 3-5 година. Истог месеца, амерички Национални институт за здравље (НИХ) открио је иницијативу за смањење употребе животиња у истраживањима која финансира. Ове године Европска комисија планира да објави мапу пута за окончање тестирања на животињама у проценама хемијске безбедности.
Етички проблеми и бриге о добробити животиња дуго су подстицале напоре да се обузда употреба животиња у истраживању – а сада брз напредак у алтернативним научним методама убрзава промену. Ове „методологије новог приступа“ (НАМ) укључују уређаје познате као органи на чиповима, 3Д културе ткива које се називају органоиди и рачунарске моделе, као што су системи вештачке интелигенције. Број биомедицинских публикација које користе само НАМ порастао је са око 25.000 на 100.000 између 2006. и 2022. године, према анализи студија о седам болести од стране Анимал Фрее Ресеарцх УК, организације која промовише замену експеримената на животињама1 (погледајте ‘Алтернативе на горе’). Кина улаже велика средства у ову област: 2024. године покренула је Систем за емулацију физиопатологије људских органа, инфраструктурни пројекат посвећен развоју НАМ-а, подржан улагањем од 2.640 милиона јуана (382 милиона америчких долара).
Извор: Реф. 1
Заговорници кажу да НАМ могу бити бољи од животиња у опонашању људске биологије и предвиђању да ли су нови лекови безбедни и ефикасни. Органи на чиповима и органоиди се често стварају помоћу људских ћелија, а рачунарски модели се могу дизајнирати помоћу људских података. Прелазак на алтернативне моделе је „одавно закаснио“, каже Доналд Ингбер, биоинжењер на Институту за биолошки инспирисано инжењерство Висс у Бостону, Масачусетс, и суоснивач Емулате, биотехнолошке компаније у Бостону фокусиране на органе на чиповима.
Али НАМ су далеко од избацивања свих поступака на животињама у истраживању, кажу научници. Неки биолошки системи су превише сложени и непредвидиви за проучавање без животиња. А многе алтернативне методе тек треба да буду потврђене – да покажу да представљају систем који моделирају довољно прецизно и поновљиво да задовоље регулаторе лекова и хемикалија. „Нису сви ови (алтернативни) модели спремни за ударно време“, каже Ингбер.
На паду
Напори да се замени, смањи и побољша употреба животиња у истраживању (познати као 3Р) расту деценијама; на неким местима употреба животиња већ опада. Подаци из Уједињеног Краљевства показују да је број научних поступака на животињама пао са 4,14 милиона у 2015. на 2,64 милиона у 2024. (погледајте „Бројеви у паду“). Укупан број животиња коришћених у истраживању и тестирању у Европској унији и Норвешкој опао је за 5% између 2018. и 2022. (Број који се користи у Сједињеним Државама је тешко одредити јер закон не захтева извештавање о пацовима, мишевима и рибама.)
Извор: Годишња статистика научних поступака о живим животињама, Велика Британија 2024. (Кућна канцеларија, 2025).
У Уједињеном Краљевству, око 76% експерименталних поступака на животињама је за основна и примењена истраживања: разумевање организама, моделирање болести и развој нових терапија (погледајте „За шта се животиње користе“). Још 22% је део регулаторних процедура — углавном тестирање токсичности и безбедности нових лекова и других хемикалија пре него што се могу користити. Око 67% свих процедура укључује мишеве или пацове (види го.натуре.цом/3мзфкгв).
Извор: Годишња статистика научних поступака о живим животињама, Велика Британија 2024. (Кућна канцеларија, 2025).
Али ове и друге животиње имају ограничења, посебно када је у питању разумевање и интервенција у људским болестима. Лекови који раде на животињским моделима током претклиничких испитивања често се покажу неефикасним код људи. Ово је један од главних разлога зашто око 86% испитиваних лекова не успе у клиничким испитивањима2и зашто су многи истраживачи фокусирани на развој алтернатива.
Узмимо сепсу, на пример, тешку реакцију на инфекцију. Истраживачи су развили више од 100 терапија за сепсу које су изгледале обећавајуће на моделима глодара, али које су биле неефикасне у клиничким испитивањима3. То је делимично због разлика у имунолошком систему људи и глодара и тешкоће опонашања сложеног стања које варира од једне особе до друге код инбред мишева који су генетски слични и одгајани у униформним условима.
Истраживачи све више виде НАМ као начин да помогну. Џозеф Ву, кардиолог и истраживач са Универзитета Станфорд у Калифорнији, и његов тим развијају приступ који су назвали „клиничка испитивања у посуди“. Ово укључује генерисање индукованих плурипотентних матичних ћелија (иПСЦ) од низа људи са здравственим стањем, користећи их за узгој ћелија или органоида, а затим тестирање да ли потенцијални лекови побољшавају како функционишу „оболели“ модели.
Алтернативе тестирању на животињама су будућност – време је да их часописи, финансијери и научници прихвате
У једној студији из 20204Ву и његов тим су узгајали иПСЦ, а затим ендотелне ћелије – које облажу крвне судове – од чланова породице који носе мутирани ген који може изазвати уобичајени облик срчане инсуфицијенције. Користећи ове ћелије, истраживачи су успели да прегледају могуће лекове и одреде онај који је помогао да се побољша кардиоваскуларна функција код два члана породице са мутацијом, и који би се могао користити шире. Интегрисање ове методе у цевовод за развој лекова, каже Ву, могло би помоћи да се открије да ли лек делује пре тестирања на животињама, смањи број коришћених животиња и повећа успех клиничких испитивања.
Студије сугеришу да су неки НАМ-и добри или бољи од тестова на животињама. Емулате је развио систем орган-на-чипу под називом Ливер-Цхип, уређај величине УСБ штапа у коме се ћелије јетре узгајају у сићушним каналима испуњеним течношћу и користе за тестирање да ли потенцијални лекови могу да изазову оштећење јетре. Студија из 20225 фирма је сугерисала да би чипови могли тачно да идентификују једињења за која се зна да су изазвала повреду јетре са тачношћу од 87%, без лажног означавања безопасних једињења као токсичних. Чипови су такође открили 12 од 15 лекова који оштећују јетру за које се раније, користећи животињске моделе, сматрало да су довољно безбедни да наставе са клиничким испитивањима.
Истраживање на животињама није увек краљ: истраживачи треба да истраже алтернативе
Године 2024. Ливер-Цхип је прихваћен у пилот програму ФДА Иновативни научни и технолошки приступи за нове лекове (ИСТАНД), који подржава унапређење алата за развој лекова. Ако буду одобрене, фармацеутске компаније би могле да користе чип за тестирање токсичности уместо животињских модела и да доставе податке као део апликације за одобрење лека.
Међутим, такви чипови су високо специјализовани. Едвард Кели, токсиколог са Универзитета Вашингтон у Сијетлу, и његове колеге развили су бубрежни чип који може да репродукује аспекте акутне повреде бубрега код људи6 а то се разматра за ИСТАНД програм. Али уређај укључује само један од више од два десетина типова ћелија бубрега, каже он. „То је редукционистички приступ, који нам омогућава да детаљније проучавамо те ћелије. Али разумевање шта се дешава у целом људском бубрегу и даље захтева студије на животињама“, каже он.
Органоидне опције
Још једна популарна алтернатива тестирању на животињама су органоиди — 3Д живи системи који хватају многе карактеристике стварних ткива или органа.
Током протекле деценије, истраживачи су створили широку лепезу органоида који могу моделирати људске болести, укључујући рак и генетске поремећаје као што је цистична фиброза – и користили их за скрининг могућих лекова и тестирање на токсичност. У студији из 20217истраживачи су генерисали органоиде људске јетре користећи иПСЦ. Користили су их да креирају алат за скрининг токсичности који је открио супстанце које су обуздале транспорт жучи органоида и функцију митохондрија. Тест је био веома прецизан када је тестиран на 238 лекова на тржишту.
Модели људског мозга и други органоиди могли би смањити употребу животиња у истраживању.Заслуге: Ноелиа Антон-Боланос, Ирене Фаравелли, Рахел Кастли/Арлотта Лаб
И трећа алтернатива су рачунарски модели, у којима истраживачи тестирају како се лек понаша ин силицо. У 2021. години, тим је развио алат за тестирање да ли једињење изазива сензибилизацију коже – алергијску реакцију код људи. Ово је стандардни део тестирања безбедности хемикалија у индустријским и кућним производима и лековима и конвенционално захтева тестове на животињама. Тим је направио виртуелни тест користећи податке о око 430 хемикалија из претходних студија на људима, мишевима и лабораторијама и показао да може тачно да идентификује хемикалије са шансом од 1% да изазове реакцију коже8. Алат је прошле године прихватила Организација за економску сарадњу и развој, која поставља међународно признате смернице за тестирање хемикалија за безбедност.
Истраживачи се надају да и АИ може помоћи. Неколико регулаторних агенција, укључујући ФДА и Европску агенцију за лекове (ЕМА), раде на интеграцији АИ алата у своје канале за процену безбедности хемикалија или лекова.
Мини срца, плућа и јетра направљени у лабораторији сада расту своје крвне судове
2023. године, истраживачи из Националног центра за токсиколошка истраживања ФДА у Џеферсону, Арканзас, и њихове колеге користили су клиничке податке о више од 8.000 пацова третираних са 138 једињења да би изградили генеративни АИ модел назван АнималГАН. У симулираном експерименту који је укључивао 100.000 виртуелних пацова, тим је показао да модел може исправно да рангира токсичност за јетру три лека сличне хемијске структуре9. Овај приступ је сада део ширег програма агенције за унапређење употребе АИ алата у токсикологији.
Фармацеутска индустрија све више улаже у НАМ. Марианне Манцхестер, глобални шеф фармацеутских наука у мултинационалној компанији за лекове Роцхе у Базелу, у Швајцарској, каже да компанија има све већи број студија које користе НАМ за тестирање кандидата за лекове у областима као што су онкологија и имунологија. Компанија је 2023. године покренула Институт за људску биологију, који развија системе људских модела, укључујући органоиде, како би убрзао развој лекова. Подаци о животињама су и даље обавезни за већину нових пријава за лекове за маркетиншко одобрење у Сједињеним Државама и Европи, али компанија има одрицања да користи податке НАМ-а за 12 поднесака регулаторним органима, укључујући ФДА и ЕМА, каже Манчестер. „Постоји много више отворености за разматрање ових алтернативних приступа.“
