Además de salvar incontables vidas animales, las
alternativas a la experimentación animal son más eficientes y mas
fiables. En el comienzo del siglo XXI, las técnicas sin animales se han
convertido en lo más innovador de la investigación médica. Empresas con
visión de futuro están investigando alternativas modernas. Por ejemplo, Pharmagene Laboratories, con sede en Royston (Inglaterra), es la primera compañía en utilizar solo tejidos humanos y sofisticadas tecnologías informáticas en el proceso de desarrollo y ensayo de fármacos.
Con herramientas de biología molecular, bioquímica y farmacología
analítica, Pharmagene lleva a cabo exhaustivos estudios sobre los genes
humanos y cómo los fármacos afectan a esos genes o las proteínas que
fabrican. Mientras algunas compañías han utilizado tejidos animales con
este propósito, los científicos de Pharmagene creen que el proceso de descubrimiento es mucho más eficiente con tejidos humanos. “Si
tienes información de los genes humanos, ¿de qué sirve volver a los
animales?” dice el cofundador de Pharmagene, Gordon Baxter. [1]
- Cultivo celular
- Ordenadores
- Microorganismos
- Métodos moleculares
- Investigaciones en la población
- Estudios con voluntarios
- Ejemplos prácticos
- Fibrosis quística
- Investigación del cerebro
- Asma
- Esclerosis múltiple
- Cáncer de piel
- Neumonía relacionada con el SIDA
- Tumores cerebrales
- Órganos virtuales
- Ingeniería de tejidos del hígado
CULTIVO CELULAR
Es posible obtener células y tejidos humanos de biopsias, autopsias,
placentas y residuos de cirugías, y cultivarlos en el laboratorio.
El ensayo de fármacos puede beneficiarse del uso de cultivos
celulares, y muchos científicos con visión de futuro utilizan cultivos
celulares en pruebas en las que tradicionalmente se utilizaban animales,
como investigar los efectos positivos o el potencial dañino de
fármacos. En 1996, un equipo de Uppsala (Suecia), comparó datos de
pruebas con animales, experiencias humanas y los resultados de pruebas
con cultivos celulares para una serie de químicos. Su objetivo era
descubrir qué predecía mejor lo que ocurre en humanos, si los animales o
los cultivos celulares. Hallaron que los resultados de los cultivos
celulares eran significativamente más precisos. [2] Desde entonces se
han hecho más avances, como el uso de láseres en pruebas con cultivos
celulares, y estructuras de tejidos en 3D, mejorando la calidad de los
cultivos celulares.
Las pruebas dermatológicas no pueden justificarse dada la existencia
del test EpiDerm, el cual utiliza células de piel humana y es aceptado
como preciso, y Epipack, que utiliza láminas de células de piel humana
clonadas. Los bioensayos con queratinocitos humanos permiten que un
ordenador mida el daño a las células epiteliales, lo cual incluye la
piel y los ojos. El Corrositex detecta daños en la piel utilizando una
membrana y un fluido de detección de químicos, y da resultados en 4
horas (comparado con 4 semanas para pruebas con animales).[3] El test
MatTek EpiOcular ha utilizado células humanas desde 1985 para evaluar la
irritación ocular, y es uno de los muchos que hacen el trabajo.[4]
Increíblemente, se siguen utilizando animales en este tipo de pruebas.
Garantizar la seguridad para las madres embarazadas es un uso popular
de los animales. El Embryonic Cell Test (EST) es un test sumamente
preciso que ha estado disponible desde 2001, y una reseña de una
publicación médica ha afirmado que él solo es más valioso que todos los
test con animales combinados en esta área.[5] El test Micromass (MM) es
también inestimable, y ha demostrado ser particularmente efectivo para
químicos causantes de formas de daño específicas del embrión en
crecimiento.[6]
En comparación, los experimentos animales son extremadamente
imprecisos, y casi nunca más precisos que puras conjeturas. Más del 97%
de las sustancias predichas como peligrosas para humanas embarazadas son
totalmente seguras [7]. Las sustancias que se afirmaba que eran
peligrosas en animales de laboratorio incluían oxígeno, varias
vitaminas, y varios extractos seguros de fruta y vegetales. Para
sustancias que son peligrosas para humanos, los animales son raras veces
más efectivos de lo que podría esperarse por casualidad.[8] El 70% de
los fármacos peligrosos son seguros en monas embarazadas.[9]
El Instituto Nacional del Cáncer de Estados Unidos (NCI) está ahora a
favor del cultivo celular en lugar del uso de animales en investigación
de fármacos, y puede “investigar hasta 20000 componentes por año para
actividad potencial anticáncer. Utilizando “60 líneas celulares
diferentes de cáncer, representando leucemia, melanomas, y cánceres de
pulmón, colon, cerebro, ovario, mama, próstata y riñón. La alternative
es usar animals, lo cual no es efectivo. Un libro de texto explica: “a
pesar de los 25 años de investigación intensiva y resultados positivos
en modelos animales, no ha salido ni un solo fármaco anti-tumor de este
trabajo. [11]
También es importante que las células humanas, más que las animales,
son utilizadas en investigación médica para evitar el problema de
relacionar resultados de una especie con otra. Para fomentar el uso de
tejidos humanos, Dr Hadwen Trust ha ayudado a establecer el Banco de
Tejido Humano en Leicester. Dr Hadwen Trust ha financiado
investigaciones utilizando células y tejidos humanos para replazar los
experimentos animales de Alzheimer, cáncer, reumatismo, cataratas,
alergias, meningitis y más.
ORDENADORES
Un área donde el uso de animales es particularmente popular, pero
también defectuoso al predecir fármacos efectivos e identificar los
peligrosos, aunque los laboratorios siguen utilizando este método
obsoleto e impreciso. Los ordenadores han revolucionado esta área, ya
que su capacidad de manejar millones de interacciones simultáneamente
les permite modelar condiciones físicas.
Entre varios modelos de corazones humanos está el desarrollado por
Denis Noble en la Universidad de Oxford. Late, desarrolla enfermedades y
reacciona a fármacos. Las compañías de fármacos han estado utilizándolo
desde 2001 para predecir reacciones de fármacos y eliminar fármacos
peligrosos.[12] Puede repetir acciones, mostrarlas a cámara lenta, y ser
sometido a extremos que los animales y los pacientes no pueden.
Otros software predicen efectos de fármacos, uno se especializa en
bebés y niños, un área en la que los experimentos animales han mostrado
sus fallos con dramáticos resultados para los niños involucrados.[13]
El objetivo de desarrollar un humano completamente virtual ya se ha
logrado, con órganos y sus interacciones siendo simuladas con precisión
junto a las reacciones a fármacos.[14]
El tipo de tecnología que los científicos están observando con gran
interés es la microdosificación. Se da a los pacientes un 1% de un
fármaco mientras su cuerpo es escaneado utilizando un acelerador de
espectrometría de masa. Esto muestra dónde está el fármaco y monitorea
su actividad y efectos. La evaluación de la microdosificación ha
mostrado ser sorprendentemente precisa, incluso con fármacos que tienen
características inusuales e inesperadas.
Incluso se ha probado que funciona a niveles menores. Pruebas
utilizando un 0,0001% de las dosis terapéuticas seguían permitiendo la
evaluación de la concentración de fármacos en sangre, saliva, orina, ADN
y glóbulos blancos. Un experto explica que “podemos decir con seguridad
que entre 30 y 45 minutos después de la dosis, un 0,09% de la dosis
oral residía en los glóbulos blancos de la sangre. También pudimos
mostrar una absorción de AZT en el material genético de esas células, lo
cual es en última instancia cómo los antivirales como AZT inhabilitan
la replicación viral. Tales datos no podrían haber sido obtenidos con
ningún otro método.”[16] En comparación, se sabe que los animales
metabolizan medicinas a través de diferentes rutas en el cuerpo.[17]
La mayoría de las reacciones peligrosas se pierden en experimentos
animales [18], y las reacciones más peligrosas pronosticadas a esa
altura nunca ocurren en humanos.[19]
Parte del problema con los estudios animales es que es un animal
complejo con millones de interacciones que son demasiado complejas para
desentrañarlas. Ahora es cada vez más obvio que necesitamos entender lo
que ocurre con células individuales, e incluso dentro de células
individuales. La proteómica es el estudio de cómo las proteínas se
organizan en células individuales, y ya ha permitido avances en esta
área: por ejemplo resolver cómo permitir a los fármacos contra el cáncer
interactuar con las células diana.[20]
Ahora los proyectos han empezado a catalogar la actividad de las
proteínas en células para entender qué ocurre para causar enfermedades.
Un experto explica: “Las proteínas son fundamentales en nuestro
entendimiento de las funciones celulares y el proceso de la enfermedad, y
sin un esfuerzo decidido en la proteómica, no se conseguirá ningún
fruto en la genómica. No se puede eludir la necesidad de la
proteómica.”[21]
Ningún hígado animal es similar al humano, lo cual es un problema
serio porque este órgano es fundamental para el modo en que un fármaco
es tratado en el cuerpo. Pero el hígado humano ha sido cultivado en el
laboratorio, y se puede utilizar para probar fármacos. Un informe dice
que el descubrimiento “elimina la necesidad de experimentos animales
para pruebas de fármacos”.[22]
Con esta abundancia de metodología científica disponible, claramente
no hay necesidad de experimentar con animales. Irónicamente, la
vehemente defensa de HSL de sus prácticas de experimentación animal
podría probar perdición. Conforme se mueve la industria, los nuevos
métodos son aquellos que permitirán la supervivencia comercial. Al
presidente de Charles Rives, el mayor proveedor de animales de
laboratorio en el mundo, le preguntaron sobre la diversificación de la
compañía, que ha reducido el comercio de animales del 80% al 40% de
actividad comercial en solo 5 años. “No quiero sentarme aquí y decir
‘Eh, ahí va nuestro negocio animal’” explicó, mientras explicaba que un
nuevo test sin animales era mucho más superior que los antiguos métodos
con animales.[23] La determinación y negativa de HSL de adoptar los
nuevos métodos ignora la revolución que está dejando a los experimentos
animales como científicamente indeseables, y permitiendo a los
científicos ganar un entendimiento de la ciencia médica que era
previamente imposible. La tecnología también podría jugar un papel en
apresurar la desaparición de HSL.
MICROORGANISMO
Tests con simples microorganismos, como bacterias y levaduras, están
siendo utilizados como indicadores anticipados de químicos probablemente
perjudiciales, y son frecuentemente más rápidos, más baratos y más
humanos que los experimentos animales. Las bacterias pueden ser
genéticamente manipuladas para producir productos útiles antes obtenidos
de animales, como la insulina humana y los anticuerpos monoclonales.
La investigación de Trust sobre la diabetes utilizó con éxito un
organismo microscópico llamado Hidra como alternativa a animales
diabéticos. Mientras otro investigador de Trust ha desarrollado un
método de probeta de cultivar microbios responsables de causar la
enfermedad del sueño, una enfermedad tropical mortal, sustituyendo a los
ratones normalmente utilizados para investigar sobre esta enfermedad.
MÉTODOS MOLECULARSE
Los avances tecnológicos están dando lugar a nuevos y mejorados
métodos moleculares para analizar e identificar nuevos compuestos y
medicinas. Trust ha proveído a los investigadores material analítico,
seleccionando nuevos fármacos anti-cáncer y anti-malaria basándose en su
interacción molecular con el ADN como una alternativa a seleccionar
fármacos por pruebas animales.
Las investigaciones a nivel molecular están siendo utilizadas para
entender la bioquímica y genética subyacente de varias enfermedades,
llevando a nuevos tratamientos. Un investigador de Trust está utilizando
tecnología recién inventada para analizar rápidamente el ADN de
pacientes de toda Europa e identificar genes que predisponen a los
individuos a la enfermedad pulmonar fibrosante. Este enfoque es una
alternativa a modelar la enfermedad en animales como ratones
genéticamente modificados.
INVESTIGACIONES EN LA POBLACIÓN
Estudiar las enfermedades en poblaciones humanas y los efectos del
estilo de vida, dieta y ocupación, ya ha revelado mucho sobre el cáncer,
cardiopatías, osteoporosis y defectos de nacimiento. Tal información es
vital para mejorar la salud humana y proveer de claves sobre las causas
de la enfermedad. Trust está financiando parte de un importante estudio
sobre la población sobre cómo el crecimiento fetal e infantil influye
en el desarrollo de cardiopatías con la edad, como una alternativa a los
experimentos con animales embarazadas.
ESTUDIOS CON VOLUNTARIOS
Una de las mejores formas de llevar a cabo una investigación médica
es estudiar el ser humano entero. Las nuevas técnicas de representación
óptica y escáner están haciendo cada vez más posible llevar a cabo
estudios seguros y éticos de voluntarios humanos, donde previamente se
utilizaban animales.
Los proyectos de Trust utilizan una variedad de sofisticadas técnicas
de representación óptica para investigar de forma no invasiva el cuerpo
humano intacto. Incluyen la utilización de un escáner MEG para estudiar
pacientes epilépticos, investigar el dolor en pacientes con IRMf y
desarrollar una nueva técnica, la EMT, para estudiar el funcionamiento
del cerebro humano en voluntarios sanos.
EJEMPLOS PRÁCTICOS
Dr Hadwen Trust es la principal organización benéfica en Reino Unido
financiando exclusivamente técnicas sin animales para sustituir los
experimentos animales, beneficiando a los humanos y a los animales.
Mirando algunos de sus proyectos de investigación actuales podemos ver
cómo las alternativas se pueden desarrollar y ser prácticamente
aplicadas en investigaciones reales para beneficiar a los humanos y a
los animales. Click aquí para ver una lista completa de proyectos.
FIBROSIS QUÍSTICA
El problema:
La mayoría de la enfermedad y muerte de pacientes con fibrosis
quística es debida a infecciones pulmonares persistentes causadas por
bacterias, la más importante es la Pseudomonas Aeruginosa. Una vez que
se ha establecido la infección, las bacterias no se erradican nunca.
Durante las exacerbaciones, los pacientes están particularmente enfermos
y requieren hospitalización y una terapia de antibióticos intravenosos.
Actualmente los médicos tienen información muy pobre acerca de sobre
qué basar su elección de antibióticos, ya que las muestras de bacterias
de esputos de fibrosis quística muestran una increíble variedad en su
susceptibilidad a antibióticos y muchas otras características.
Experimentos animales a reemplazar El modelado actual de poblaciones
de bacterias y testeo de antibióticos es llevado a cabo en ratas con
infecciones respiratorias crónicas, y modelos de fibrosis quística en
ratones, normalmente manipulados e inconscientes infectados con
P.Aeruginosa. Cada experimento utiliza cientos de animales y los
resultados pueden no ser directamente aplicados a pacientes humanos.
La alternativa:
Este estudio monitoreará los cambios en las poblaciones de bacterias
en esputos de pacientes con fibrosis quística para mejorar nuestro
entendimiento de lo que ocurre durante las exacerbaciones y los periodos
de actividad. El proyecto también probará la utilizad de un medio
artificial de esputo como alternativa a los animales para estudiar el
comportamiento de las poblaciones de bacterias en respuesta a los
antibióticos. Estos métodos podrían ayudar a los médicos a elegir
tratamientos de antibióticos mejor indormados y beneficiar directamente a
los pacientes con fibrosis quística.
INVESTIGACIÓN DEL CEREBRO
El problema
Los métodos de representación óptica no invasivos del cerebro pueden
usarse ahora para investigar el cerebro humano e identificar qué áreas
del cerebro se “iluminan” o se activan durante tareas mentales. Sin
embargo, quedan cuestiones importantes sobre cómo las diferentes áreas
del cerebro interactúan y a qué contribuye cada área al realizar tareas.
Hasta la fecha, este tipo de preguntas han sido respondidas utilizando
monos. Dr Hadwen Trust financió trabajos anteriores que mostraron cómo
una nueva herramienta de investigación llamada Estimulación Magnética
Transcraneal (EMT) podía utilizarse para interrumpir temporalmente áreas
del cerebro en voluntarios. Este proyecto desarrollará el EMT hasta el
siguiente nivel aplicándolo a investigar cómo las diferentes áreas del
cerebro interactúan.
Experimentos animales a reemplazar
Los experimentos de investigación del cerebro en monos involucran
frecuentemente someter a los animales a largos periodos de entrenamiento
y pruebas. Se someten a cirugías para exponer un área del cerebro y se
une un dispositivo al cráneo para aplicar electrodos de grabación y
estimulación. También pueden dañarles regiones del cerebro, y
normalmente se mata a los monos al final del experimento.
La alternativa
En lugar de estudiar monos, este proyecto utilizará un EMT repetitiva
para esclarecer la interacción de dos áreas del cerebro humano que se
sabe que están involucradas en la atención visual. La investigación
aumentará nuestro entendimiento sobre cómo funciona el cerebro humano, y
proveer de alternativas a los experimentos animales. También
repercutirá en el tratamiento de enfermedades psiquiátricas involucrando
déficit de antención, como la esquizofrenia, y las consecuencias del
daño cerebral.
ASMA (1)
El problema
El asma es un grave problema mundial que afecta a m’as de 300
millones de personas, y su prevalencia entre niños está incrementando.
Una producción anormal de mucosidad es una característica importante del
asma, y otras enfermedades respiratorias como la fibrosis quística y
enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). La mucosidad no se
limpia fácilmente de los pulmones y puede bloquear las vías
respiratorias provocando la asfixia. Entender cómo las células de las
vías respiratorias controlan la producción de mucosidad y encontrar
formas de detener la producción de mucosidad podría ser crucial para
encontrar nuevos tratamientos.
Experimentos animales a reemplazar
Muchos laboratorios utilizan animales en la investigación del asma,
normalmente inyectándoles alérgenos para inducir la inflamación de los
pulmones y producir síntomas como los del asma, aunque ningún estudio
animal replica exactamente el asma humano. Normalmente se utilizan
ratones, pero también se han incluido ratas, cobayas, perros y gatos.
Particularmente, hay diferencias en el número y la distribución de las
células segregadoras de mucosidad entre especies, así como otras
diferencias anatómicas e inmunológicas significativas.
La alternativa
El proyecto de investigación utilizará células obtenidas de pacientes
asmáticos para crear un modelo de cultivo celular tridimensional de
producción de mucosidad. Este nuevo modelo representará la enfermedad
humana y se utilizará para investigar cómo se controla la producción de
mucosidad y encontrar formas de detener la sobreproducción de mucosidad.
En gran medida, este modelo de cultivo celular proporcionará
alternativas a los estudios con animales en esta área, y podría ser
también adaptado para estudiar otras enfermedades respiratorias graves.
ASMA (2)
El problema
Los índices de asma se están disparando mundialmente, especialmente
en niños, aunque las razones de esto aún no están claras. El asma afecta
aproximadamente a ocho millones de personas en Reino Unido, eso es 1 de
cada 13 adultos y 1 de cada 8 niños. Los animales son muy utilizados en
la investigación del asma, pero las importantes diferencias entre los
pulmones de humanos, ratas, ratones y otros animales, hacen que haya
variaciones notables entre las conclusiones de experimentos con animales
y humanos con asma.
Experimentos animales a reemplazar
Ratas, ratones, conejos, cobayas y cada vez más ratones genéticamente
manipulados están siendo utilizados en la investigación del asma. Los
animales son sometidos a reiterados tratamientos angustiosos, incluyendo
múltiples inyecciones en el abdomen. Se inducen síntomas como los del
asma sensibilizando los pulmones de los animales, produciendo vías
respiratorias inflamadas y dificultades al respirar.
La alternativa
Nuestro proyecto del asma en King’s College London está investigando
los cambios que ocurren en las vías respiratorias de los asmáticos, en
lugar de estudiar animales con síntomas inducidos parecidos a los del
asma. Las últimas técnicas genéticas y de representación óptica se están
aplicando a muestras de biopsias de células musculares lisas de las
vías respiratorias tomadas de voluntarios con y sin asma. Este proyecto
establecerá el uso de células humanas en cultivo como una herramienta de
investigación para sustituir los experimentos animales.
ESCLEROSIS MÚLTIPLE
El problema
La esclerosis múltiple es una enfermedad devastadora que afecta a
unos 2,5 millones de personas y para la cual no hay cura. Causa una
serie de síntomas, incluyendo debilidad muscular, pérdida de la
coordinación, problemas del habla y la visión, fatiga grave, dolor y
depresión.
Experimentos animales a reemplazar
Durante décadas, muchas investigaciones sobre la esclerosis múltiple
han involucrado una enfermedad experimental llamada encefalomielitis
autoinmune (EAE) en roedores, monos, conejos y cobayas como un modelo de
la esclerosis múltiple humana. Los animales sufren inflamación y daño
en el sistema nervioso, resultando en una parálisis, en experimentos que
pueden causar angustia y sufrimiento. Más recientemente se ha estudiado
la EAE en ratones genéticamente modificados, ya sea humanizándolos
añadiendo genes humanos, o eliminando genes.
A pesar de los más de 10000 experimentos con animales con EAE
publicados, la enfermedad humana de la esclerosis múltiple sigue sin
entenderse, los tratamientos son muy limitados y una cura sigue siendo
difícil de alcanzar. Se necesitan urgentemente formas más avanzadas de
estudiar la esclerosis múltiple sin animales.
La alternativa
Dr Hadwen Trust está fundando un año de prueba para investigar el
potencial de aplicar una nueva técnica molecular a la investigación de
la esclerosis múltiple para reemplazar los estudios animales. Se cree
que el distintivo daño al sistema nervioso visto en la esclerosis
múltiple es causado por el sistema inmune del propio paciente atacando y
dañando los nervios. Las células inmunes de los pacientes se pueden
obtener de muestras de sangre y estudiar en cultivos.
En nuestro proyecto, una nueva técnica molecular llamada knockdown
del ARN será aplicada a las células inmunes de pacientes con esclerosis
múltiple. Genes concretos en las células inmunes serán apagados para ver
cuáles contribuyen a las respuestas inmunológicas subyacentes a la
esclerosis múltiple. Esto reemplazar’a los experimentos con ratones
inconscientes con EAE inducida, los cuales se utilizan actualmente para
investigar la contribuci’on de los genes del sistema inmune a la
esclerosis múltiple.
MODELOS 3D DE CÁNCER DE PIEL
El basilioma, un tipo de cáncer de piel asociado a la exposición
solar y envejecimiento, es el cáncer humano más común. El diagnóstico y
tratamiento supone una gran carga para los servicios sanitarios. El
basilioma es normalmente fácil de tratar si se detecta pronto, pero
puede ser peligroso si se deja sin tratar. El tratamiento puede incluir
complicadas cirugías que dejan cicatrices antiestéticas.
Experimentos animales a reemplazar
Actualmente no hay cultivos celulares de este tipo de cáncer, así que
frecuentemente se llevan a cabo investigaciones con ratones
genéticamente modificados para desarrollar tumores. En un experimento
reciente, ratones genéticamente modificados fueron sometidos a
irradiaciones para inducir tumores grandes y agresivos en sus partes
inferiores. A veces se implantan células humanas a los ratones con
sistemas immunes deficientes para modelar la enfermedad. Un solo
experimento puede utilizar hasta 400 ratones.
La alternativa
Dr Hadwen Trust está financiando investigadores en Queen Mary’s
School of Medicine and Dentistry que están creando el primer cultivo
celular modelo del basilioma para reemplazar el uso de ratones en la
investigación. Están intentando incorporar células humanas de basilioma
en complejos cultivos celulares tridimensionales de piel humana. Su
objetivo es crear modelos de laboratorio realísticos de esta cáncer de
piel humano común que puedan reemplazar los extendidos experimentos con
ratones. La investigación también nos ayudará a entender el desarrollo
del basilioma y por qué algunas formas son más agresivas que otras, y
podría arrojar luz sobre otros tipos de cáncer de piel también.
NEUMONÍA RELACIONADA CON EL SIDA
El problema
El pneumocystis jirovecii es un hongo infeccioso que crece en los
pulmones de pacientes inmunocomprometidos y causa neumonía,
particularmente en pacientes con SIDA.
Actualmente no es posible cultivar este patógeno en una probeta, por
eso muchas investigaciones se han centrado en ratas y ratones infectados
con un hongo relacionado, pero diferente.
Experimentos animales a reemplazar
Se hace crecer un hongo que causa una forma de neumonía en roedores
en los pulmones de los animales cuyos sistemas inmunes han sido dañados,
ya sea con químicos o por mutación genética. Las ratas y ratones se
utilizan como incubadoras vivientes en las que hacer crecer el hongo, el
cual es inoculado en sus pulmones. Es probable que los animales sufran
dificultades respiratorias conforme la enfermedad progresa. Una vez que
se ha desarrollado la neumonía, enferman gravemente y son matados.
La alternativa
El proyecto de Dr Hadwen Trust en University College London está
creando el primer método de probeta de cultivar el patógeno humano para
reemplazar los experimentos en roedores infectados con sistemas inmunes
dañados a propósito. El proyecto está investigando métodos de cultura
tanto a corto como a largo plazo utilizando muestras donadas de células
pulmonares humanas de pacientes infectados. Los frutos de este proyecto
podrían revolucionar la investigación en este campo, el cual se ha
centrado durante mucho tiempo en las especies equivocadas.
EXPANSIÓN DEL TUMOR CEREBRAL
El problema
Los tumores cerebrales son una de las formas de cáncer más difíciles
de tratar, y se está haciendo más común. Los tumores en el cerebro son
particularmente resistentes al tratamiento farmacológico y la
radioterapia, y se necesitan urgentemente nuevas formas de tratamiento.
Experimentos animales a reemplazar
Muchas investigaciones sobre terapias para tumores cerebrales
involucran experimentos con ratas y ratones. A los animals se les
inducen tumores cerebrales químicamente o se les implanta
quirúrgicamente trozos de tumor cerebral humano. Cada experimento
utiliza normalmente unos 100 roedores, los cuales son matados para hacer
una autopsia. En Estados Unidos, los investigadores han estudiado
tumores cerebrales experimentales en perros. Muchas diferencias entre
tumores cerebrales humanos y animales hacen los experimentos animales
extremadamente inadecuados. Los tumors artificialmente inducidos en
animales pueden ser “curados”, pero la enfermedad humana tiene un mal
pronóstico.
La alternativa
Los investigadores financiados por Dr Hadwen Trust en Portsmouth
University están creando modelos de cultivos tridimensionales de la
expansión del tumor cerebral humano. Las células cerebrales humanas son
éticamente obtenidas de pacientes sometidos a cirugía. Se hacen crecer
células cerebrales normales en el laboratorio al lado de bolas de
células tumorales (esferoides) para producir un modelo de invasión de
tumor cerebral. Las últimas técnicas de representación ótica en
microscopio de células vivas se están utilizando para estudiar el modelo
e investigar terapias anti-tumor potenciales, en lugar de experimentar
en ratas o ratones.
MODELADO DE ÓRGANOS VIRTUALES POR ORDENADOR
El problema
Las pruebas con animals son notoriamente malos para predecir la
seguridad y efectividad de nuevos fármacos. Según un informe reciente
del organismo regulador de fármacos de América, un 92% de los fármacos
que pasan las pruebas con animales fallan posteriormente en el ensayo
con humanos. Claramente, se necesitan pruebas sin animales más precisas.
El moldeo por ordenador tiene un potencial enorme para reemplazar los
experimentos animals en investigación y ensayos médicos.
Experimentos animales a reemplazar
Más de medio millón de animales son utilizados en investigaciones y
ensayos farmaceúticos en Reino Unido. Esto incluye monos, perros, gatos,
ovejas, cerdos, conejos, hurones, cobayas, ratones, ratas, pájaros y
más.
La alternativa
La financiación de Dr Hadwen Trust apoya la construcción de modelos
por ordenador con corazón humano, útero y columna vertebral en Leeds
University utilizando datos obtenidos con la última tecnología de
representación óptica, imágenes con tensor de difusión (ITD). Los
modelos por ordenador se utilizarán para llevar a cabo experimentos
virtuales en órganos humanos y tendrá una amplia variedad de
aplicaciones. Por ejemplo, investigar un nuevo fármaco cardíaco
(antiarrítmico) en lugar de experimentar en perros, roedores, conejos,
cerdos, cabras, cobayas y gatos. Para estudiar los caminos de la columna
vertebral y nuevas terapias para lesiones nerviosas, en lugar de
experimentos con columnas vertebrales lesionadas en ratas y ratones. Y
para investigar sobre el parto y el parto prematuro, sustituyendo los
experimentos en ovejas y cobayas embarazadas.
El laboratorio Prof Holden es un miembro de BioSim, una red europea
de excelencia, que junta grupos de investigación trabajando en esta
área. Esto ayudará a asegurar que las nuevas simulaciones por ordenador
sean fácilmente distribuídas y adoptadas por otros investigadores.
INGENIERÍA DE TEJIDOS DEL HÍGADO
El problema
El hígado es un órgano grande que juega un papel vital en el
metabolismo del organismo, y continúa siento en foco de muchos
experimentos animales. En el desarrollo de nuevas medicinas, los efectos
en el h’igado son siempre una consideraci’on importante, y se llevan a
cabo pruebas rutinarias en ratas, monos y perros. Sin embargo, las
diferencias entre especies hacen que los resultados de las pruebas con
animales no puedan predecir con seguridad cómo responderán los humanos.
Experimentos animales a reemplazar
Infecciones hepáticas graves, cómo los virus de la hepatitis, son
investigados en ardillas terrestres, marmotas, monos y ratones
genéticamente modificados. Los chimpancés experimentalmente infectados
con el virus de la hepatitis C continúan siendo estudiados en Japón y
Estados Unidos. De nuevo, las diferencias entre especies hacen que las
conclusiones de tales experimentos animales tengan una dudosa relevancia
para los pacientes humanos con enfermedades hepáticas.
La alternativa
Este proyecto está utilizando las últimas técnicas de ingeniería de
tejidos para cultivar células hepáticas humanas en micro-estructuras
para crear cultivos celulares realísticos para el estudio de
enfermedades hepáticas, como la hepatitis, y pare investigación y ensayo
de fármacos. Desarrollar cultivos avanzados de tejido hepático humano
ayudará a sustituir el uso rutinario de animales en estas áreas de
investigación.
El objetivo es establecer la próxima generación de longevos cultivos
de hígado exclusivamente humano que mantendrá las funciones del hígado
en la probeta. Los modelos realistas y funcionales de hígado humano en
tubos de ensayo serían inestimables para reemplazar las investigaciones
animales sobre enfermedades hepáticas e investigar nuevas medicinas.
Estos modelos mejorados in vitro de hígado humano podrían tener
consecuencias importantes tanto para la salud humana como para el
reemplazo de animales.
Referencias:
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[6] Biogenic Amines Vol. 19, No. 2, pp. 97–145 (2005)
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[8] Biogenic Amines Vol. 19, No. 2, pp. 97–145 (2005)
[9] Developmental Toxicology: Mechanisms and Risk JA McLachlan, RM Pratt, C L Markert (Eds) 1987 p313
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[11] JCW Salen, Animal Models-Principles and Problems in Handbook of Laboratory Animal Science 1994
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[13] ‘New Technology Detects Risk of Drugs to Heart Sooner’ Yorkshire Today 16th January 2006
[14] Business Guardian, Tuesday March 7th 2006
[15] http://www.drugresearcher.com/news/ng.asp?n=65500-xceleron-microdosing-adme-pk-pharmacokinetics
[16] http://www.emediawire.com/releases/2005/10/emw300761.htm
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[17] Parke/Smith (eds) Drug Metabolism from Microbe to man, quoted Page “Viv. Unv.” p45
[18] Clin Pharmacol Ther 1962; pp665-672
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[22] This is London. 31 October 2006.
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[1] “Pioneers Cut Out Animal Experiments,” New Scientist, 31 Aug. 1996.
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