1980年、ニューヨークタイムズは、動物の権利グループからのフルページ広告を特集しました。これは、著名な化粧品会社がウサギの目で製品をテストしたことを非難しました。キャンペーンは非常に効果的であり、それはいくつかの美容会社が動物を含まない代替の試験方法を見つけるための研究に数十万ドルを費やすことにつながりました。
約40年後、これらの代替案にはどのようなものがありますか。また、どの程度の進歩がありましたか
答えを掘り下げる前に、重要な違いが1つあります。「動物実験」は通常、無防備なウサギが美しさの名のもとに突っ込んで突き刺されているイメージを思い起こさせますが、研究における動物の使用-そして代替案の検索-化粧品業界をはるかに超えています。マウスやラットのような動物は、毒物学、化学物質の研究、および私たちへの影響について広く使用されています。動物はまた、薬物の発見と検査にとって重要です。生物医学研究では、動物モデルは、研究者が脳内の回路の機能から細胞内の疾患の進行まですべてを調査するのに役立つ多くの実験の基礎となります。
これらの分野での重要性にもかかわらず、現在、試験に使用する動物の数を減らす努力がなされています。これは、一部には、さまざまな国で新しい法律を推進している倫理的懸念によるものです。しかし、それはお金と時間にもかかっています。
「理論的には、非動物実験ははるかに安く、はるかに速くなる可能性があります」と化学安全性試験のための動物の使用の代替を分析する米国国立毒性プログラムの代替毒物学的方法の評価のための省庁センターのディレクター、ウォーレン・ケイシーは言った。
もう1つの懸念は、一部のタイプの研究では、動物が人間とはあまりにも異なり、特定の製品が私たちの体に及ぼす影響をうまく予測できないことです。 「だから私たちは倫理、効率、そして人間との関連性を持っています」とケイシーはLive Scienceに語った。
それで、これまでのところ最も有望なオプションは何ですか？
データ、データ、どこでも
1つのアプローチは、動物をアルゴリズムに置き換えることです。研究者は、生物に対する特定の製品の影響を予測するために、膨大な量の研究データを処理する計算モデルを開発しています。
「これは非常に適用可能なアプローチです。非常に安価です」とニュージャージーのラトガース大学の化学の准教授であるHao Zhuは言った。 Zhuは、オンライン化学データベースから一連の情報を抽出する高速アルゴリズムを開発した研究チームの一員であり、それらの間の構造的類似性を特定することにより、何千ものテスト済み化合物を新しい未テスト化合物と比較します。次に、それは私たちの毒性について知っていることを使用します テスト済み の毒性について信頼できる予測を行う化合物 未テスト 構造が類似している品種（この共有構造が化合物に類似した効果があることを意味すると仮定）。
通常、新しい化合物の効果を特定するには、高価で時間のかかる動物実験が必要になります。しかし、このような計算の予測は、必要な動物研究の量を減らすのに役立ちます。 「私たちが市場に出したい化合物が安全であることを示すことができれば、これらの種類の研究は現在の動物実験の代替となる可能性があると私は思います」と朱は言った。メリーランド州のジョンズホプキンス大学の研究者による同様の研究は、アルゴリズムが より良い さまざまな化合物の毒性を予測する動物実験より。
ミニチュアオルガン
近年、科学者たちはプラスチックチップに埋め込まれた足場で培養ヒト細胞を成長させ始め、心臓、肝臓、腎臓、肺の機能を模倣する小さな構造を形成しています。 Organs-on-a-chipとして知られるこれらは、人間の細胞に対する新しい化合物や薬物の効果をテストするための新しい方法を提供する可能性があります。
私たちの生理学のこれらの簡略化された小型化バージョンでのテストは、動物実験よりも人間に関連した結果をもたらす可能性があります。重要なことに、科学者が必ずしもシステム全体でテストする必要がない場合、テストは初期研究の探索的段階での動物全体の使用を置き換えることもできます。 Organs-on-a-chipは「ほとんどの場合、単一の出力またはエンドポイントに対処する」とケイシー氏は述べた-この初期段階で必要となる可能性があるのは、薬物または疾患に応じた1つの細胞型の挙動をテストすることだけだから、将来の研究を導く方法として。
これは「ほとんどの場合、研究者が進行中のプロジェクト内で計画している動物実験の量を減らすのに役立つ」とフラウンホーファー物質およびビーム技術研究所でミニチュア腎臓および心臓モデルを開発することによってその目標に取り組んでいる研究者であるフローリアンシュミダーは述べた。 、 ドイツ語に。肺、肝臓、心臓だけでなく、人間の皮膚を複製する人工3D構造を開発している企業もあります。これは毒物学において特に重要であり、動物の皮膚試験は、新しい未試験の化合物の影響を理解するための長い間ベースラインでした。
これを無害なモデルで置き換えることが現実のものとなったと、ケイシー氏は述べています。「皮膚組織モデルは非常に効果的であることが証明されています。腐食性のものや皮膚に損傷を与えるものかどうかなど、急性変化に関する洞察を提供できます。」
人間学
動物実験のカウンターとして頻繁に提起されるアイデアの1つは、人間が新しい治療法、薬物、研究から利益を得たい場合は、代わりに自分を被験者として提供する必要があるということです。これは非常に単純化された極端な見解です。たとえば、ほとんどの国では、薬物が人間に投与される前に動物実験が法律で義務付けられています。したがって、必ずしも実用的でもありません。
しかし、人間の健康を危険にさらすことなく、動物の使用を減らす可能性のある人間の検査には注意深く管理された形式があります。そのような方法の1つはマイクロドージングです。これは、人間が少量の新薬を受け取るため、幅広い生理学的影響がありませんが、個々の細胞への影響を測定するのに十分な循環系があります。
この慎重なアプローチは、薬が効かないことを立証するだけの可能性がある研究で何千もの動物を使用する代わりに、初期段階で生存不能な薬を排除するのに役立つ可能性があるという考えです。このアプローチは十分に安全で効果的であることが証明されており、多くの大手製薬会社は現在、薬物開発を合理化するためにマイクロドージングを使用しています。
「もちろん倫理的な問題もあるだろうが、より安全で効果的な医薬品をより効率的に市場に投入することで得られる潜在的な利益が、これらを上回る可能性がある」とCasey氏は語った。
私たちは今どこにいますか？
では、これらの代替手段は、動物実験の将来にとって何を意味するのでしょうか？化粧品のテストのようないくつかの研究領域では、動物実験によってすでに多くの既存の製品が安全であることが証明されていますが、この製品をテストすることは、この業界を発展させるために本当に必要ではないという認識が高まっています。これは、EU内で生産および販売されている化粧品の動物実験を禁止しているEUが提唱しているような規制によって裏付けられています。
毒物学の研究も進んでいます。毒性学者は、急性毒性について新製品をスクリーニングする6つの中核的な動物ベースのテストに長い間依存してきました-消費した場合、製品が皮膚刺激、眼の損傷または死を引き起こすかどうかをチェックします。ただし、今後2年間で、これらのベースラインテストは、米国では動物以外の代替品に置き換えられる可能性が高いとCasey氏は述べています。この進歩の理由は、「これらの種類の毒性の根底にある生物学は、化学物質に長期間さらされた後に発生する可能性のある他の安全上の懸念、例えば癌や生殖毒性よりもはるかに単純である」とCaseyは述べた。
しかし、調査対象の質問がより複雑な他の研究分野では、動物モデルは、化合物、薬物、または疾患のさまざまな広範囲にわたる長期的な影響を完全に理解するための現在の唯一の方法です。 「生理学は本当に非常に複雑であり、私たちはまだそれを扱っていない」-動物モデルを除いて、それを合法的に模倣するものは何もないと、ケーシー氏は述べた。
Organs-on-a-chipの開発のような最も有望な進歩にもかかわらず、接続された人体を表すものからはまだ遠いです。 「人工臓器システムの開発における主要な問題は、生体外で生体全体の複雑さを増すことである」とシュミーダーは言った。 「ここでの問題は、実際に予測的な方法で人体の動力学とダイナミクスをエミュレートすることです。」
Organs-on-a-chipやその他の発明は、より簡単な質問に答えるのに役立つかもしれませんが、現時点では、動物全体のモデルが、脳の回路機能と視覚的行動との関係など、より複雑な効果を研究する唯一の方法です。これらは、私たちが人間の病気を理解するのに役立つ種類の質問であり、最終的には救命治療や治療につながります。したがって、これらの発見の根底にある動物実験は依然として重要です。
また、アルゴリズムのように、私たちが今日持っている最も有望な非動物試験のいくつかは、何十年にもわたる動物研究を利用できるという理由だけで機能することも注目に値します。そして、将来的に前進するためには、この研究を継続する必要があると朱は言った。
「動物実験を完全に置き換えるためにコンピューターを使用することはできません。必要なデータを生成するために、いくつかの低レベルの動物実験が依然として必要です」と朱は言った。 「有望なアプローチに投票するように頼まれたら、計算と実験の方法の組み合わせに投票します。」
では、動物実験に代わるものはありますか？簡単な答えは「はい」と「いいえ」です。私たちにはいくつかのオプションがありますが、現時点では、動物実験を根絶するのに十分なほど洗練されていません。ただし、重要なことには、研究に使用する動物の数を減らすことができます。そして、新しい規制とより賢明な代替手段により、少なくとも将来的に動物の数が減少し続けることを期待できます。
