Testy na zwierzętach w Stanach Zjednoczonych nie są już obowiązkowe przed rozpoczęciem testów klinicznych leków. To ogromna zmiana, o którą od lat walczyły organizacje ochrony zwierząt. Ale zainteresowane nią były także koncerny farmaceutyczne, bo metody alternatywne są bardziej skuteczne, tańsze i szybsze.
Nowe przepisy
Prezydent Biden pod koniec ubiegłego roku podpisał rewolucyjną ustawę. Zgodnie z nią testy na zwierzętach nie są już konieczne do wydania zgody na fazę kliniczną badania leków. Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) może dopuścić do testowania nowych leków na ludziach bez wyników z badań na zwierzętach. Zmiana ta jest rewolucyjna, bo przez 80 lat regulacje, dotyczące bezpieczeństwa leków nakazywały wykonywanie testów na zwierzętach.
O taką zmianę walczyły między innymi amerykańskie organizacje ochrony zwierzat. Chciały, by FDA dopuszczając leki do badań na ludziach, opierała się w większym stopniu na metodach alternatywnych. Czyli np. na modelowaniu komputerowym, organach na chipach i innych, które zostały opracowane w ostatnich 15 latach. Nie bez powodu. Nie chodzi tu tylko o cierpienie zwierzat, ale też o skuteczność badań nad nowymi terapiami.
Jak było?
Do zatwierdzenia leków do fazy klinicznej w USA FDA dotychczas wymagała przeprowadzenia szeregu badań. Między innymi testów toksyczności na jednym gatunku gryzoni (np. myszach lub szczurach). Oraz na jednym gatunku ssaków innym niż gryzonie, np. na małpach lub psach. Każdego roku firmy farmaceutyczne i ośrodki akademickie wykorzystywały do takich testów setki tysięcy zwierząt. Mimo to badanie ponad 9 na 10 leków, które wchodzą do badań klinicznych na ludziach, kończy się niepowodzeniem. Dlaczego? Ano dlatego, że są niebezpieczne dla człowieka lub zwyczajnie – nieskuteczne.
„Modele zwierzęce mylą się częściej, niż mają rację”, mówi Don Ingber, bioinżynier z Uniwersytetu Harvarda. Jego laboratorium opracowało technologię organów na chipach, obecnie komercjalizowaną przez firmę Emulate.
Z przeglądu, opublikowanego jeszcze w 2007 r., porównującego wyniki eksperymentów na zwierzętach z wynikami badań klinicznych obejmujących leczenie urazów głowy, zespołu niewydolności oddechowej, osteoporozy, udaru i krwotoku wypływa wniosek, że wyniki u ludzi i zwierząt były zgodne tylko w połowie przypadków. Czyli – testy na zwierzętach nie są bardziej przewidywalne, niż rzut monetą.
Koszty testów na zwierzętach
Przeciętny koszt badań i rozwoju skutecznego leku przed zatwierdzeniem szacuje się na 2,6 miliarda dolarów. Przy czym liczba zatwierdzonych nowych leków na miliard wydanych dolarów od 1950 roku zmniejsza się o około połowę co 9 lat. Zwrot z inwestycji w opracowanie nowego leku zmniejszył się z 10% w 2010 r. do 3% w 2017. Ponad 90% kandydatów na leki zgłaszanych do badań klinicznych nie uzyskuje zgody regulacyjnej. Głównie z powodu niewystarczającej skuteczności i/lub niedopuszczalnej toksyczności. Bez wątpienia winne są tu niewiarygodne dla sytuacji człowieka badania na zwierzętach.
Największym problemem nie są tu, paradoksalnie, koszty finansowe badań na zwierzętach, znacznie wyższe, niż koszty metod alternatywnych. Nieustanne porażki w biomedycynie spowodowane są mylącymi wynikami testów na zwierzętach. A to opóźnia wynalezienie nowych, skutecznych terapii, na które czekają chorzy na całym świecie.
Badania na zwierzętach wyprowadzają naukowców na naukowe manowce, a zdarza się, że prowadzą też do tragedii. BIA-102474-101 to lek opracowany na szereg zaburzeń, od lęku po parkinsonizm. W I fazie klinicznej spowodował krwotok mózgu i martwicę u wszystkich 5 ochotników. Po podaniu go w dawkach stanowiących 1/500 bezpiecznej dawki dla psów. Jeden z ochotników zmarł.
Bunt koncernów farmaceutycznych
Niektóre firmy farmaceutyczne od lat kwestionowały wymagania FDA, dotyczące obowiązkowych testów na zwierzętach. Argumentowały, że badania na zwierzętach kosztują miliony dolarów i spowalniają opracowywanie nowych, skutecznych leków. Wskazywały też, że to właśnie obowiązkowe testy na zwierzętach znacznie podnoszą ceny leków trafiających na rynek.
W 2019 roku firma Vanda Pharmaceuticals pozwała FDA. Pozew dotyczył obowiązku przeprowadzenia dodatkowych badań toksyczności leku przeciw nudnościom na psach. Koncern uważał, że testy te są nieuzasadnione. Niestety – amerykański sąd w 2020 roku przyznał rację FDA. Podstawą wyroku był obowiązujący wówczas przepis o obowiązku testowania na zwierzętach. Dziś, dzięki zmianom w przepisach, amerykańskie firmy już nie będą musiały wykonywać bezsensownych testów na zwierzętach.
Organy na chipach a testy na zwierzętach
Alternatywną metodą badawczą dla testów na zwierzętach są np. organy na chipie (organ-on-chip). Dzięki rozwojowi tej technologii poszczególne organy mogą być łączone w wielonarządowe układy. Dzięki temu mogą naśladować reakcje całych układów, a nawet w „ciało na chipie” (body-on-chip).
Jak to działa? Przezroczyste chipy wielkości baterii AA zawierają mikrokanaliki, wyłożone komórkami poszczególnych organów człowieka i są wyposażone w mikroczujniki (np. fotolitograficzne). Kanały te umożliwiają przepływ mikropłynu (lub powietrza), mogą naśladować ruchy oddechowe, skurcze mięśni i inne czynności fizjologiczne. Chipy umieszcza się w urządzeniu sterującym, które wprowadza do organu toksyny, chemikalia i leki w celu testowania reakcji i zachowania organu. Naukowcom udało się opracować już oddychające płuca na chipie, wątrobę, nerki czy jelita.
Na początku 2020 roku naukowcy z Wake Forest School of Medicine wykazali, że wieloorganoidalne systemy body-on-chip są stabilne i zdolne do wykrywania toksyczności wątrobowej i kardiotoksyczności w dawkach toksycznych dla człowieka w prawie wszystkich przypadkach leków, które testowali (leki wycofane przez amerykańską FDA z rynku z powodu toksyczności). Co ważne – w przypadku wszystkich tych leków przedkliniczne badania na zwierzętach i wszystkie fazy badań klinicznych na ludziach nie wykazały znaczącej toksyczności. Leki dopuszczono na tej podstawie do obrotu, a następnie – wycofano, po wykryciu przypadków nieporządanych u pacjentów.
Organoidy a testy na zwierzętach
Prawdziwą przyszłością badań przedklinicznych są jednak organoidy – trójwymiarowe, mikrotkankowe modele ludzkich organów. Powstały, bo uzależnienie badań biologicznych od wykorzystywania modeli zwierzęcych utrudniało zrozumienia biologii i chorób człowieka. Dzięki nim możliwe jest odtworzenie architektury i fizjologii ludzkich narządów z niezwykłą dokładnością. Ludzkie organoidy są wykorzystywane do badania chorób zakaźnych, zaburzeń genetycznych i nowotworów poprzez inżynierię genetyczną ludzkich komórek macierzystych, a także bezpośrednio – podczas generowania organoidów z próbek pobranych od pacjentów.
Organoidy ludzkie odgrywają znaczącą rolę w pogłębianiu naszej wiedzy na temat ludzkich nowotworów. W laboratoriach hoduje się dziś organoidy rakowe – okrężnicy, mózgu, prostaty, trzustki, wątroby, piersi, pęcherza, żołądka, przełyku czy płuc. W brytyjskim The Institute of Cancer Research prowadzono badania na organoidach nowotworowych wyhodowanych z tkanek pobranych od konkretnych pacjentów. Okazało się, że lek nie wykazujący działania przeciwnowotworowego w organoidach nie wykazał skuteczności u pacjenta, od którego pobrano tkanki, a leki, które wykazywały działanie w kulturach organoidalnych, wykazywały odpowiedź terapeutyczną u pacjentów w blisko 90% przypadków. Te wstępne badania zostały następnie potwierdzone w trzech innych doświadczeniach, prowadzonych na większej grupie pacjentów. Dziś wydaje się prawdopodobne, że organoidy nowotworowe będą mogły być rutynowo stosowane jako „awatary” pacjentów in vitro przy dobieraniu najlepszych do sytuacji leków.
W laboratoriach opracowano również organoidy ludzkiego serca. Można na nich z powodzeniem modelować stan ostrego zawału, niewydolność serca, kardiomiopatię przerostową i rozstrzeniową, czy wreszcie – arytmię. W 2018 roku zespół badawczy Uniwersytetu w Filadelfii, wykorzystał zmodyfikowany trójwymiarowy model mikrotkankowy serca do scharakteryzowania mechanizmów działania sunitybnibu, leku o znacznej kardiotoksyczności, który jest szeroko stosowany w leczeniu nowotworów nerek czy przewodu pokarmowego.
Czy coś się realnie zmieni w testach na zwierzętach?
Nie wiadomo. Bo choć nowe przepisy zezwalają na dopuszczenie przez FDA leku do badań na ludziach bez testów na zwierzętach, nie nakazują tego. A niestety – toksykolodzy FDA są znani ze swojego głębokiego konserwatyzmu. Po prostu preferują testy na zwierzętach. Twierdzą, że pozwalają one badać potencjalne działanie toksyczne leku na każdy narząd – po zabiciu zwierzęcia. Zapominają jednak o tym, że różnice genetyczne pomiędzy zwierzętami a ludźmi, nie pozwalają na przeniesienie tych wyników ze zwierzat na człowieka.
Jedno jest pewne. W przyszłości biomedycyny nie ma miejsca na testy na zwierzętach. Alternatywne metody są tańsze, bardziej skuteczne, szybsze i dokładniejsze. Jedynym problemem jest tu samo środowisko naukowe, które przywykło do pokładania wiary w badaniach na zwierzętach. Eksperymentatorzy ci wierzą w naukę, ale tylko wówczas, kiedy potwierdza ona skuteczność testów na zwierzętach. Natomiast kwestionują wszystko, co naukowo dowodzi, że testy te nie działają. Być może w środowisku naukowym potrzebna jest zmiana pokoleniowa, która przyniesie nie tylko nowe techniczne umiejętności i wiedzę na temat metod alternatywnych, ale też dokona etycznej rewolucji w podejściu do zwierząt, poddawanych okrutnym testom w imię źle pojmowanego postępu naukowego.
Jak się testuje na zwierzętach w Polsce? Tego dowiecie się z naszych wcześniejszych tekstów: tu, tu i tu.
*tekst powstał w oparciu o publikację sience.org i wielu publikacji naukowych, dotyczących skuteczności testów na zwierzętach.