In 1980 verscheen in The New York Times een paginagrote advertentie van een dierenrechtengroep, die een vooraanstaand cosmeticabedrijf uithaalde om zijn producten te testen op de ogen van konijnen. De campagne was zo effectief dat het ertoe leidde dat verschillende schoonheidsbedrijven honderdduizenden dollars beloofden voor onderzoek om alternatieve testmethoden te vinden waarbij geen dieren betrokken waren.
Wat zijn bijna veertig jaar later enkele van deze alternatieven en hoeveel vooruitgang hebben we geboekt?
Voordat we ons verdiepen in het antwoord, is er een belangrijk onderscheid te maken: hoewel 'dierproeven' meestal het beeld oproept van weerloze konijnen die worden geprikt en gepord in naam van schoonheid, het gebruik van dieren in onderzoek - en het zoeken naar alternatieven - reikt veel verder dan de cosmetica-industrie. Dieren zoals muizen en ratten worden veel gebruikt in de toxicologie, de studie van chemicaliën en hun effecten op ons. Dieren zijn ook cruciaal voor het ontdekken en testen van geneesmiddelen. In biomedisch onderzoek vormen diermodellen de basis van vele experimenten die onderzoekers helpen alles te onderzoeken, van het functioneren van circuits in de hersenen tot de progressie van ziekten in cellen.
Ondanks hun belang op deze gebieden, worden er nu inspanningen geleverd om het aantal proefdieren te verminderen. Dat komt gedeeltelijk door ethische bezwaren die nieuwe wetgeving in verschillende landen aansturen. Maar het komt ook neer op geld en tijd.
"In theorie zouden niet-dierproeven veel goedkoper en veel sneller kunnen zijn", zegt Warren Casey, de directeur van het Interagency Center van het Amerikaanse National Toxicology Program for the Evaluation of Alternative Toxicological Methods, die alternatieven voor dierlijk gebruik voor chemische veiligheidstests analyseert. .
Een andere zorg is dat dieren bij sommige soorten onderzoek te verschillend zijn van mensen om de effecten van bepaalde producten op ons lichaam met succes te voorspellen. "Dus we hebben ethiek, efficiëntie en menselijke relevantie", vertelde Casey aan WordsSideKick.com, de drie belangrijkste factoren die de jacht op alternatieven stimuleren.
Dus, wat zijn tot nu toe de meest veelbelovende opties?
Data, data, overal
Een benadering is om dieren te vervangen door algoritmen. Onderzoekers ontwikkelen computationele modellen die enorme hoeveelheden onderzoeksgegevens verzamelen om de effecten van bepaalde producten op een organisme te voorspellen.
"Dit is een zeer toepasbare aanpak. Het is erg goedkoop", zegt Hao Zhu, universitair hoofddocent scheikunde aan de Rutgers University in New Jersey. Zhu maakt deel uit van een onderzoeksteam dat een hogesnelheidsalgoritme heeft ontwikkeld dat veel informatie uit online chemische databases haalt, om duizenden geteste chemische verbindingen te vergelijken met nieuwe, niet-geteste door structurele overeenkomsten tussen hen te identificeren. Vervolgens gebruikt het wat we weten over de toxiciteit van de getest verbindingen om betrouwbare voorspellingen te doen over de toxiciteit van de niet getest rassen met een vergelijkbare structuur (ervan uitgaande dat deze gemeenschappelijke structuur betekent dat de verbinding vergelijkbare effecten zal hebben).
Voor het identificeren van de effecten van een nieuwe verbinding zijn doorgaans veel dure, tijdrovende dierproeven nodig. Maar computationele voorspellingen als deze zouden kunnen helpen de hoeveelheid dieronderzoek te verminderen. "Als we kunnen aantonen dat de verbinding die we op de markt willen brengen veilig is, dan denk ik dat dit soort studies een vervanging kan zijn voor de huidige dierstudies," zei Zhu. Een vergelijkbaar onderzoek van onderzoekers van de Johns Hopkins University in Maryland toonde aan dat algoritmen zelfs zouden kunnen zijn beter dan dierproeven om de toxiciteit in verschillende verbindingen te voorspellen.
Miniatuurorgels
In de afgelopen jaren zijn wetenschappers begonnen met het kweken van gekweekte menselijke cellen op steigers die zijn ingebed in plastic chips en vormen ze kleine structuren die de werking van ons hart, onze lever, nieren en longen nabootsen. Bekend als organen-op-een-chip, zouden deze een nieuwe manier kunnen zijn om de effecten van nieuwe verbindingen of medicijnen op menselijke cellen te testen.
Testen op deze vereenvoudigde, geminiaturiseerde versies van onze fysiologie kan meer voor de mens relevante resultaten opleveren dan dierproeven. Cruciaal is dat de tests ook het gebruik van hele dieren kunnen vervangen in de verkennende stadia van vroeg onderzoek, wanneer wetenschappers niet noodzakelijkerwijs op hele systemen hoeven te testen. Organen-op-een-chip "richten zich voor het grootste deel op één uitgang of eindpunt", zei Casey - omdat alles wat in dit vroege stadium nodig kan zijn, is om het gedrag van één celtype te testen als reactie op een medicijn of een ziekte , als een manier om toekomstig onderzoek te begeleiden.
Dit zou "in de meeste gevallen kunnen helpen om het aantal dierproeven te verminderen dat onderzoekers plannen in lopende projecten", zegt Florian Schmieder, een onderzoeker die aan dat doel werkt door miniatuur nier- en hartmodellen te ontwikkelen bij het Fraunhofer Instituut voor Materiaal- en Balktechnologie , in Duitsland. Naast longen, levers en harten ontwikkelen sommige bedrijven kunstmatige 3D-structuren die de menselijke huid nabootsen. Dat is vooral belangrijk in de toxicologie, waar huidtesten op dieren al lang een basislijn waren om de effecten van nieuwe, niet-geteste verbindingen te begrijpen.
Dit vervangen door een schadevrij model is nu een realiteit, zei Casey: "Huidweefselmodellen zijn echt behoorlijk effectief gebleken. Ze kunnen inzicht geven in de acute veranderingen - of iets corrosief wordt en de huid beschadigt."
Menselijke studies
Een idee dat vaak als tegenhanger van dierproeven naar voren komt, is dat als mensen willen profiteren van nieuwe behandelingen, medicijnen en onderzoek, we ons in plaats daarvan als proefpersonen moeten aanbieden. Dat is een vrij vereenvoudigde en extreme opvatting - en in de meeste landen zijn dierproeven wettelijk verplicht voordat bijvoorbeeld medicijnen aan mensen worden gegeven. Het is dus ook niet per se praktisch.
Maar er zijn zorgvuldig gecontroleerde vormen van testen op mensen die het potentieel hebben om het gebruik van dieren te verminderen, zonder de menselijke gezondheid in gevaar te brengen. Een dergelijke methode is microdosering, waarbij mensen een nieuw medicijn in zulke kleine hoeveelheden ontvangen dat het geen brede fysiologische effecten heeft, maar er is net genoeg circulatie in het systeem om de impact op individuele cellen te meten.
Het idee is dat deze voorzichtige aanpak kan helpen om niet-levensvatbare medicijnen in een vroeg stadium te elimineren, in plaats van duizenden dieren te gebruiken in onderzoeken die mogelijk alleen maar aantonen dat een medicijn niet werkt. De aanpak is veilig en effectief genoeg gebleken dat veel grote farmaceutische bedrijven nu microdosering gebruiken om de ontwikkeling van geneesmiddelen te stroomlijnen.
"Er zullen natuurlijk ethische bezwaren zijn, maar deze kunnen gemakkelijk worden gecompenseerd door de potentiële voordelen die het behalen van veiligere en effectievere geneesmiddelen op de markt brengt", aldus Casey.
Waar zijn we nu?
Dus wat betekenen deze alternatieven voor de toekomst van dierproeven? In sommige onderzoeksgebieden, zoals het testen van cosmetica - waar zoveel bestaande producten al veilig zijn gebleken door middel van dierstudies - wordt steeds meer erkend dat het testen van nieuwe producten iets is dat we echt niet nodig hebben om deze industrie vooruit te helpen. Dat wordt bevestigd door voorschriften zoals die van de Europese Unie, die het testen van dieren op alle cosmetische producten die binnen de EU worden geproduceerd en verkocht, nu verbiedt.
We zien ook vooruitgang in het toxicologisch onderzoek. Toxicologen vertrouwen al geruime tijd op zes essentiële dierproeven die nieuwe producten screenen op acute toxiciteit: ze controleren of een product bij consumptie huidirritatie, oogletsel of de dood veroorzaakt. Maar in de komende twee jaar zullen deze baseline-tests waarschijnlijk worden vervangen door niet-dierlijke alternatieven in de Verenigde Staten, zei Casey. De reden voor deze vooruitgang is dat de 'biologie die aan deze soorten toxiciteit ten grondslag ligt veel eenvoudiger is dan andere veiligheidsproblemen die kunnen ontstaan na langdurige blootstelling aan een chemische stof, zoals kanker of reproductietoxiciteit', zei Casey.
Maar in andere onderzoeksgebieden, waar de onderzochte vragen complexer zijn, bieden diermodellen nog steeds de enige manier waarop we momenteel de gevarieerde, wijdverspreide, langetermijneffecten van een verbinding, medicijn of ziekte volledig begrijpen. "Fysiologie is echt heel erg complex en we hebben er nog steeds geen vat op" - noch iets dat het legitiem nabootst, afgezien van diermodellen, zei Casey.
Zelfs ondanks de meest veelbelovende ontwikkelingen zoals de ontwikkeling van organen-op-een-chip, is dat nog ver verwijderd van alles wat een verbonden menselijk lichaam vertegenwoordigt. "Het grootste probleem bij het ontwikkelen van kunstmatige orgaansystemen is het verkrijgen van de hele complexiteit van een levend organisme in vitro", aldus Schmieder. 'Het probleem hier is om de kinetiek en dynamiek van het menselijk lichaam op een echt voorspellende manier na te bootsen.'
Hoewel organen-op-een-chip en andere uitvindingen kunnen helpen bij het beantwoorden van eenvoudigere vragen, zijn op dit moment modellen voor hele dieren de enige manier om meer complexe effecten te bestuderen, zoals hoe circuitfuncties in de hersenen verband houden met zichtbaar gedrag. Dit zijn de soorten vragen die ons helpen de ziekte van de mens te begrijpen en uiteindelijk leiden tot levensreddende behandelingen en therapieën. De dierproeven die aan die ontdekkingen ten grondslag liggen, blijven dus cruciaal.
Het is ook vermeldenswaard dat enkele van de meest veelbelovende niet-dierproeven die we tegenwoordig hebben - zoals algoritmen - alleen werken omdat ze kunnen putten uit tientallen jaren van dieronderzoek. En om in de toekomst vooruitgang te boeken, zullen we dit onderzoek moeten voortzetten, zei Zhu.
"We kunnen computers niet gebruiken om dierproeven volledig te vervangen. We hebben nog steeds een aantal dierproeven op laag niveau nodig om de benodigde gegevens te genereren," zei Zhu. 'Als je me zou vragen om te stemmen voor een veelbelovende aanpak, zou ik stemmen voor een combinatie van computationele en experimentele methoden.'
Zijn er alternatieven voor dierproeven? Het korte antwoord is ja - en nee. Hoewel we verschillende opties hebben, zijn ze voorlopig niet geavanceerd genoeg om dierproeven uit te roeien. Cruciaal is echter dat ze het aantal dieren dat we in onderzoek gebruiken, kunnen verminderen. En met nieuwe regelgeving en steeds slimmere alternatieven kunnen we in ieder geval hoopvol zijn dat in de toekomst het aantal dieren zal blijven dalen.
