Опыты на животных неприемлемы по этическим, медицинским и образовательным причинам. Люди и животные настолько отличаются, что результаты опытов на животных не могут быть перенесены на человека. В экспериментальной науке укоренилось мнение, что сложные патологические процессы и механизмы заболеваний человека могут быть представлены и изучены на «животных моделях», то есть на животных с искусственно вызванными болезнями. При этом остаются без внимания важные факторы, влияющие на здоровье: питание, стиль жизни, воздействие окружающей среды, стресс; психосоциальные факторы, вредные привычки.

Именно из-за необъективности метода эксперименты на животных не внесли большого вклада в борьбу с основными проблемами современной цивилизации: ИБС и другими сердечно-сосудистыми заболеваниями, онкологией, сахарным диабетом, аллергией. Проведение экспериментов на животных не может гарантировать безопасность протестированных медикаментов и химических веществ для здоровья человека из-за необъективности результатов.

В отличие от экспериментов на животных современные методы научного исследования без участия животных дают надежные результаты. Они достоверны и подходят для применения к человеку, нередко оказываются более дешевыми. 

Несмотря на все преимущества, альтернативные методы до сих пор остаются в тени экспериментальной науки, все внимание которой сфокусировано на опытах на животных. Альтернативные методы малоинтересны для молодого поколения научных исследователей. С их помощью трудно быстро сделать головокружительную карьеру. Финансирование данных методов оставляет желать лучшего. 

Федеральное правительство Германии ежегодно инвестирует около 3,5-4 млн евро в научные исследования с использованием альтернативных методов. Это смешная сумма по сравнению с миллиардами, ежегодно финансирующими эксперименты на животных. 

Но несмотря на минимальную поддержку государства, альтернативные методы успешно зарекомендовали себя и все больше научных исследователей открывают их потенциал. К примеру, в 2008г. американский научный институт здравоохранения NIH и комитет по защите окружающей среды EPA объявили, что в будущем они планируют тестировать безопасность различных химических соединений с помощью автоматизированных клеточных систем и компьютерных моделей. 

Причиной решения были названы недействительность результатов опытов на животных и невозможность переноса результатов на человека, а также большая стоимость и продолжительность их проведения. С помощью роботов и автоматизированных систем в день можно протестировать тысячи субстанций, в то время как эксперименты на животных продолжаются годами, не принося достоверных результатов. 

Преимущества методов без использования животных

 - Исследования с помощью культур клеток и тканей предоставляют надежные, воспроизводимые и однозначные результаты, переносимые на человека (особенно при применении в методах "in vitro" (с лат. – «в пробирке»; клеток и тканей человека).

- «In-vitro» системы более чувствительны к воздействию различных разрушающих факторов, чем организм животного.

– После постановки альтернативных методов «на поток» их стоимость окажется гораздо ниже стоимости проведения опытов на животных.

- Получение результатов при использовании "in vitro" систем возможно через несколько часов, в то время как эксперименты на животных продолжаются недели, месяцы, а иногда и годы.

– С помощью «in vitro» систем можно тестировать множество препаратов одновременно, а возможности опытов на животных численно ограничены. 

Альтернативные методы научного исследования без участия животных

 В последние десятилетия разработано множество альтернативных методов, что представить их все в статье невозможно. Поэтому ниже будут рассмотрены лишь некоторые.

Камнем преткновения остается факт, что в системах часто используются культуры клеток и ткани животных, хотя применение клеток и тканей человека было бы более целесообразным как с нравственной, так и с научной точки зрения. Клетки и ткани человека могут быть получены из биоптатов, плаценты, пуповины, трупного материала, при хирургических вмешательствах. 

Культуры клеток и другие клеточные системы

В клеточных системах могут применяться клетки человека или животных. Культуры клеток условно подразделяют на первичные и постоянные. Первичные клетки получают из организма. Для получения первичных клеток от животного оно, как правило, убивается. 

Для получения первичных клеток человека (например печени, кожи, хрящевых и клеток костного мозга) используется материал, полученный при клинически обоснованных хирургических вмешательствах. Первичные клетки не существуют долго; их культивация ограничена по времени.

Постоянные клеточные культуры существуют долго, потому что их клетки способны к неограниченному делению и росту, подобно раковым клеткам. Существует множество линий клеточных культур.

Посредством так называемых «общих культур» разных клеточных линий становится возможным воспроизвести «in vitro» подобие органов. Например, ученым удалось представить "in vitro" человеческую кожу со всеми слоями клеток. Даже сложные структуры как сердце, печень, хрящ и сосуды можно воспроизвести "in vitro" в трехмерном пространстве с помощью современной техники.

Организация «Врачи против экспериментов на животных» видит в «альтернативных» методах на основе клеток и тканей животных только временное решение проблемы. Целью должно стать проведение научных исследований без участия животных или применения их органов, клеток и тканей.

Некоторые примеры "in vitro" методов с использованием культур клеток:

– Тест «Эпискин» проходит на искусственной человеческой коже и служит для определения раздражающего и разъедающего воздействия вещества на кожные покровы.

- при определении фототоксичности в классическом тесте косметические продукты наносятся на кожу кроликов, морских свинок или крыс. Гораздо лучшие результаты демонстрирует альтернативный тест "Neutralrot". Клетки этой постоянной клеточной культуры способны поглощать пигмент тестовой системы. При повреждении клеток поглощение пигмента прекращается.

-Канцерогенность веществ можно определить с помощью теста трансформации клеточных культур, а не путем длительного (нередко продолжающегося годами) введения опытного вещества кроликам, морским свинкам или крысам. При добавлении вещества, обладающего канцерогенным действием, клетки культуры вместо того, чтобы расти рядами, начинают беспорядочно и стремительно расти в разных направлениях.

-Моноклональные антитела широко применяются в диагностике и в разных научных исследованиях. Их делают достаточно жестоким путем – в брюшной полости мышей. Вместо мышей можно использовать биореакторы («Стеклянная мышь», «Техномышь»), содержащие питательную жидкость вместе со специальными, продуцирующими антитела клетками.

- тест на пирогенность проходят все серии прививок и растворов для внутривенного введения. В тесте исследуется наличие в препаратах пирогенов (веществ, как правило, бактериального происхождения, способных вызывать лихорадку). Тестируемые субстанции вводятся кроликам, которые неподвижно фиксируются в течение многих часов для измерения температуры тела. Альтернативный тест «ПироЧек» использует белые белые кровяные тельца - лейкоциты, которые при контакте с пирогенами сразу производят соответствующие медиаторы.

– с помощью культур нервных клеток возможно исследование выброса медиаторов и передачи нервного импульса, а также влияние на эти процессы различных лекарственных веществ. Такие культуры клеток могут быть использованы в исследованиях болезни Паркинсона, эпилепсии, поиске новых болеутоляющих препаратов.

– На культурах злокачественных клеток возможно изучение морфоструктуры, биохимии, процессов роста и метастазирования опухолей, поиск новых противоопухолевых препаратов.

-Культивируемые клетки миокарда (сердечной мышцы) даже "in vitro" сохраняют способность к сокращениям. С их помощью возможно изучение физиологии клеток миокарда и воздействия на него разных препаратов. 

Бактерии

 ДНК бактерий по структуре очень схожа с ДНК животных. Этот аспект позволяет проводить фундаментальные исследования в генетике, изучать повреждающее влияние факторов на геном с помощью бактерий и дрожжевых грибов. В «Амес»-тесте, например, используются сальмонеллы.

Тест стал стандартным исследованием в скрининге новых препаратов для выявления среди них потенциально мутагенных. Существует и тест на люминесцентных светящихся бактериях. Если при добавлении тестового вещества прекращается люминесценция, делается вывод о ее повреждающем влиянии. 

Биореакторы

Производство моноклональных антител, широко применяемых в диагностике и научных онкологических исследованиях, обычно проводилось с помощью так называемой асцитной мыши. При этом опухолевые клетки вводятся мышам в брюшную полость, и у животных начинается асцит (выпот в брюшную полость), что вызывает невыносимо сильные боли. 

Через некоторое время выпот откачивают из брюшной полости и выпотную жидкость используют для получения моноклональных антител. В 80-90гг. прошлого века были сконструированы специальные биореакторы способные производить моноклональные антитела "in vitro". Производство антител старым способом с помощью асцитной мыши на данный момент в Германии за редкими исключениями запрещено. 

Микрочипы и биочипы

Внедрение биочипов произвело революцию в тестировании препаратов. Автоматизированный процесс позволяет за короткое время протестировать большое количество субстанций надежно, быстро и экономично. При использовании в чипах человеческих клеток результаты становятся переносимыми на человека. Таким образом, чипы являются полной противоположностью экспериментам на животных, требующих много времени и средств. К тому же, они ненадежны и плохо воспроизводимы.

Сегодня существует целая палитра таких «Lab-on-a-chip» – «лабораторий на одном чипе», представляющих собой целые системы: кожу, печень, легкие, почки, кровеносные сосуды, лимфоузлы, нервные клетки. 

Некоторые системы скомбинированы в своего рода миниорганизме. С помощью систем, состоящих из миниатюрных камер и каналов, выстланных клетками определенных органов, можно тестировать захват, распределение и метаболизм медикаментов, почти как в живом организме. В любом случае результаты на чипах достовернее полученных при тестировании медикаментов на животных. 

Токсикогеномика

Токсикогеномика - новая область науки, в которой исследуются изменения генома и протеинов отдельно взятой клетки. При воздействии повреждающих веществ изменяются определенные молекулярные механизмы клетки. Это приводит к изменению степени экспрессии генов, которую можно измерить современной техникой. Таким образом, вместо воздействия вещества на органы и организм исследуется влияние вещества на его отдельные клетки. 

Геномика (изучает гены клетки) тесно переплетается с протеомикой (изучает протеины клетки). Преимуществом метода является, прежде всего, автоматизация процесса. Посредством так называемых микроматриц (microarrays) или ген-чипов на одном чипе становится возможным проанализировать молекулярные процессы сразу нескольких тысяч клеток. 

Компьютерная техника

Современные компьютерные модели позволяют получить информацию о структуре, механизме действия и токсичности новых медикаментов. С помощью "CADD" (компьютер-ассистированной системы разработки новых медикаментов) можно достаточно точно предсказать фармакокинетику и фармакодинамику препарата в человеческом организме. В Фарминдустрии уже применяются подобные системы для выявления потенциально токсичных или малодействующих препаратов.

Компьютерные системы типа QSAR (Quantitative Structure Activity Relationship) способны предусмотреть действие препарата по его молекулярной структуре. Virtualtoxlab (виртуальная токсиколаборатория) является одной из таких Qsar-Систем, симулирующей взаимодействие химических соединений с клеточными рецепторами. 

Это позволяет предугадать возможные токсические эффекты исследуемого вещества. Компьютерные модели, в отличие от экспериментов на животных, дают быстрые точные результаты, финансово более выгодны.

Недостатком моделей является то, что в их программы вносится база всех известных ранее научных знаний и данных, что ограничивает исследование неизвестных процессов и феноменов. Для покрытия пробелов необходима постоянная доработка и совершенствование систем. Современные интерактивные компьютерные программы позволяют виртуально проводить различные эксперименты. 

Аналитические методы

Для контроля каждой серии инсулина и других гормонов, производимых фарминдустрией, ранее проводились тесты на животных. Они продолжались долго и отличались большим количеством ошибочных данных. В 60-х – 70-х гг. прошлого века были разработаны аналитические методы, которые давали более надежные и точные результаты и как побочный эффект – не требовали использования животных.

Посредством хроматографического анализа можно определить химические свойства веществ. Например, тестирование токсинов мидий на мышах, что означало для бедных животных болезненную смерть, было полностью заменено в Германии на хроматографический метод HPLC. 

Медицинская визуализация

Различные современные методы медицинской визуализации: компьютерная томография, позитронно-эмиссионная томография, магнитно резонансная томография позволили получить важную информацию в фундаментальной науке и непосредственно на человеке. 

Данные методы предоставляют трехмерное изображение органов и их систем. В научном исследовании головного мозга и его функций они помогают определить ответственные за определенную функцию зоны непосредственно в процессе работы. Например, визуализировать активные зоны при выполнении испытуемым определенных задач – чтение, просмотр рисунков и т.д. Методы визуализации играют важную роль в диагностике и исследовании неврологических заболеваний и опухолей головного мозга. 

Эпидемиология

Эпидемиология занимается изучением заболеваемости населения и его отдельных групп. Посредством эпидемиологических методов можно выявить связь между определенными заболеваниями и образом жизни, окружающей средой определенных групп населения, их питанием, привычками, условиями труда. 

История появления эпидемиологии как науки тесно связана с инфекционными заболеваниями. В 19 веке на основе наблюдений впервые было выдвинуто предположение о роли социальных и гигиенических факторов в распространении инфекционных заболеваний.

Целью эпидемиологии является разработка профилактических мер, предупреждение возникновения и развития заболеваний. Именно на основе наблюдений были обнаружены канцерогенные свойства табака и асбеста (в опытах на животных они не показывали канцерогенного действия). 

Сидячий образ жизни, чрезмерное употребление в пищу мяса и жиров, стресс и другие психосоциальные факторы с помощью эпидемиологических исследований были идентифицированы как основные факторы риска современных болезней цивилизации: сахарного диабета, сердечно-сосудистых заболеваний, в т.ч. инфаркта, инсульта и атеросклероза. 

Клинические исследования

Основная часть современных медицинских научных данных базируется на внимательном наблюдении пациентов и течения болезни. Именно клинические исследования позволяют с точностью сказать, эффективны ли новые методы и новые медикаменты, и в какой степени они лучше уже существующих методов. 

Проведение клинических исследований требует тщательной подготовки и информирования участников, а также обязательное получение их согласия на участие в исследовании. Таким образом, клинические исследования нельзя назвать "экспериментами на людях". 

Микродозы

Микродозировка является новым методом в процессе разработки новых препаратов. Добровольцы получают ничтожно малую дозу изучаемого медикамента. Эта доза настолько мала, что не оказывает фармакологического эффекта на организм добровольца и не может причинить вред его здоровью. С помощью высокочувствительных методов в крови и мочи добровольца измеряется абсорбция, распределение, метаболизм, экскреция препарата на основе данных его концентраций и метаболитов. 

Вскрытия

Вскрытия умерших позволяют получить важные данные о причине смерти, заболеваниях, осложнениях и связанных с ними патологических процессах в органах и тканях организма. 

Симуляторы

К 90-м годам прошлого века получение травм в ДТП симулировалось на свиньях и обезьянах. На сегодняшний день используются специальные оснащенные сенсорами манекены для «креш-тестов». 

В военной хирургии используются модели типа Traumaman, симулирующие с максимально возможной реальностью переломы, ожоги, кровотечения, боевые огнестрельные ранения, различного рода травматические повреждения. Применение таких симуляторов гораздо разумнее и эффективнее, чем умышленное нанесение повреждений свиньям, собакам, козам и другим видам животных.

Для получения практических хирургических навыков применяются разного рода операционные модели из силикона. 

Другие методы

Физиологию (науку о закономерностях функционирования организма) можно отлично изучать с помощью безобидных опытов на самом себе. Например вместо лапы лягушки с помощью электромиографии можно измерять биоэлектрический потенциал, возникающий в сгибателе большого пальца.

Клинические случаи отравления и данные, полученные при лечении пациентов, могут и должны быть учтены и проанализированы в токсикологии. Данные таких случаев более информативны, чем изучение отравления на мышах, крысах и собаках. 

Только анализ и документация случаев отравления у человека позволяют получить достоверную информацию и оценку риска препарата. Некоторые симптомы как, например, головные боли, головокружение, нарушение внимания и концентрации, депрессия и суицидальные мысли не могут быть определены в тестах на животных. 

Почему опыты на животных до сих пор проводятся?

Естественно возникает вопрос о том, почему до сих пор ежегодно в экспериментах погибает огромное количество животных, несмотря на бурное развитие альтернативных методов, не требующих их участия. В зависимости от цели и вида опытов существуют разные причины. Вот некоторые из них:

- эксперименты на животных не регламентированы законно. К примеру, в области диагностики, обучения, фундаментальных научных исследований, разработки новых препаратов.

Ученые в данных отраслях могут более или менее свободно сами выбирать метод, который будут применять в деятельности. И хотя налицо большое количество современных методов без использования животных, многие из исследователей, преподавателей, ученых фанатично придерживается доисторических методов. Тому есть множество причин:

- эксперимент на животном считается во многих научных кругах единственно правильным, достоверным и проверенным методом. Отказ от него равнозначен шагу в неизвестность.

-в эксперименты на животных и связанные с ними научные исследования вкладываются большие суммы денег, что делает их экономически привлекательными (разного рода стипендии, гранты, научные награды и премии и т.д.).

- стать известным и уважаемым в научных кругах, получить статус может только тот, у кого на счету длинный список статей и публикаций в выдающихся научных журналах.

- эксперименты на животных считаются неотъемлемой частью получения степени доктора и профессора.

- эксперименты на животных в фундаментальной науке служат средством для удовлетворения научного интереса, стремления разобрать все детали природы и ее феноменов.

-В фарминдустрии эксперименты на животных - это алиби. В случае нежелательных побочных эффектов, причинение ущерба здоровью или даже летального исхода всегда можно сослаться на отсутствие данных эффектов в опытах на животных, и тем самым избежать выплаты денежной компенсации. 

Эксперименты на животных, регламентируемые законом

К ним относятся назначенные законом фармакотоксикологические исследования разных химических соединений, в т.ч. медикаментов, а также проверка каждой серии вакцин и сывороток. В 2009г. их доля составила 15% всех проведенных опытов на животных. 

Соответственно, международным и национальным стандартам все химические соединения (компоненты бытовой химии, лекарственные препараты) должны пройти исследования, подтверждающие их безопасность для человека и окружающей среды.

Опыты на животных считаются методом выбора в этой области уже многие десятилетия. Причины, почему новые передовые методы без использования животных с большим трудом пробивают себе дорогу в этой области следующие:

- каждый новый альтернативный метод должен пройти процесс валидизации перед внесением в список рекомендованных и разрешенных для исследований методов. При этом результаты нового метода сравняются с результатами, полученными в экспериментах на животных. Это означает, что метод будет признан достоверным, если результаты совпадают с результатами опытов на животных. 

Интересно, что сам метод «экспериментирования на животных» никогда не подвергался валидизации. Несмотря на то, что давно известно, что результаты опытов на животных часто дают недостоверные, плохо воспроизводимые и с трудом или совсем непереносимые результаты на человека, он и дальше признается непогрешимым.

Таким образом, сам процесс валидизации становится бессмысленным, потому что порой новые методы дают лучшие и более достоверные результаты. чем полученные в экспериментах на животных. Более разумным было бы тестирование метода на основе уже известных в медицине данных, сравнение результатов, полученных методом, с проверенными фактами.

- Не последнюю роль играет и недостаточное финансирование развития новых альтернативных "in vitro" методов. Правительство ФРГ выделяет ежегодно около 4 млн. евро на развитие альтернативных методов – смешную сумму по сравнению с десятками миллиардов, инвестируемых в эксперименты на животных. 

Одно только строительство новой лаборатории для экспериментов на животных стоит налогоплательщикам несколько десятков миллионов евро. К примеру, строительство лаборатории в г. Вюрцбург обошлось бюджету в 31млн. евро, в Эрлангене – 25млн., в Йене – 25 млн. 

Будущее науки

Многие эксперименты на животных, еще недавно считавшиеся незаменимыми, уже не проводятся и остались достоянием истории. То, что сегодня кажется иллюзией, завтра может стать реальностью. Несмотря на трудности, развитие "in vitro" методов набирает обороты и приобретает все больше поклонников. Опыты на животных – безнадежно устаревший метод, который не должен иметь места в нашей современности. Настоящий прогресс может быть достигнут только научными исследованиями без причинения страданий животным.

 

Д.в.н. Корина Герике