Pada tahun 1980, The New York Times memuatkan iklan penuh halaman dari kumpulan hak asasi haiwan, yang melancarkan syarikat kosmetik terkemuka untuk menguji produknya di mata arnab. Kempen ini begitu berkesan, menyebabkan beberapa syarikat kecantikan menjanjikan beratus-ratus ribu dolar ke arah penyelidikan untuk mencari kaedah ujian alternatif yang tidak melibatkan haiwan.
Hampir 40 tahun kemudian, apakah beberapa alternatif ini, dan berapa banyak kemajuan yang telah kita buat?
Sebelum kita menyelidiki jawapannya, ada satu perbezaan penting untuk membuat: walaupun "ujian haiwan" biasanya menyerupai imej arnab bertentangan yang dipancarkan dan mencucuk nama kecantikan, penggunaan haiwan dalam penyelidikan - dan mencari alternatif - membentang jauh di luar industri kosmetik. Haiwan seperti tikus dan tikus digunakan secara meluas dalam toksikologi, kajian bahan kimia dan kesannya kepada kami. Haiwan juga penting untuk penemuan dan ujian dadah. Dalam penyelidikan bioperubatan, model haiwan adalah asas banyak eksperimen yang membantu penyelidik menyiasat segala-galanya dari fungsi litar di otak hingga perkembangan penyakit dalam sel.
Walaupun kepentingan mereka dalam bidang ini, kini terdapat usaha untuk mengurangkan jumlah haiwan yang digunakan dalam ujian. Itulah sebabnya, untuk kebimbangan etika yang mendorong undang-undang baru di negara-negara yang berbeza. Tetapi ia juga datang kepada wang dan masa.
"Secara teori, ujian bukan haiwan boleh menjadi lebih murah dan lebih cepat," kata Warren Casey, pengarah Pusat Interaktif Pusat Program Toksikologi Kebangsaan untuk Penilaian Kaedah Toksikologi Alternatif, yang menganalisis alternatif untuk kegunaan haiwan untuk ujian kimia .
Satu lagi kebimbangan adalah bahawa dalam beberapa jenis penyelidikan, haiwan adalah terlalu berbeza dari manusia untuk berjaya meramal kesan produk tertentu yang ada pada tubuh kita. "Jadi kami mempunyai etika, kecekapan dan perkaitan manusia," kata Casey kepada Live Science, tiga faktor utama yang memandu memburu alternatif.
Jadi, apakah pilihan yang paling menjanjikan setakat ini?
Data, data, di mana-mana sahaja
Satu pendekatan adalah menggantikan haiwan dengan algoritma. Para penyelidik sedang membangunkan model-model pengkomputeran yang mencetuskan banyak data penyelidikan untuk meramalkan kesan produk tertentu ke atas organisma.
"Ini adalah pendekatan yang sangat sesuai, ia sangat murah," kata Hao Zhu, profesor kimia di Rutgers University di New Jersey. Zhu adalah sebahagian daripada pasukan penyelidikan yang telah membangunkan algoritma berkelajuan tinggi yang mengeluarkan reams maklumat dari pangkalan data kimia dalam talian, untuk membandingkan ribuan sebatian kimia yang diuji dengan yang baru, yang belum diuji dengan mengenal pasti persamaan struktur di antara mereka. Kemudian, ia menggunakan apa yang kita tahu tentang ketoksikan diuji sebatian untuk membuat ramalan yang boleh dipercayai tentang ketoksikan belum dicuba jenis dengan struktur yang sama (dengan mengandaikan bahawa struktur yang dikongsi ini bermakna kompaun akan mempunyai kesan yang sama).
Kebiasaannya, mengenal pasti kesan-kesan sebatian baru memerlukan skor ujian haiwan yang mahal dan memakan masa. Tetapi ramalan pengiraan seperti ini dapat membantu mengurangkan jumlah penyelidikan haiwan yang diperlukan. "Jika kita dapat menunjukkan bahawa kompaun yang kita ingin letakkan di pasaran adalah selamat, maka saya fikir jenis kajian ini boleh menjadi pengganti kajian haiwan semasa," kata Zhu. Kajian serupa dari penyelidik di Universiti Johns Hopkins di Maryland memperlihatkan bahawa algoritma mungkin juga lebih baik daripada ujian haiwan dalam meramalkan ketoksikan dalam pelbagai sebatian.
Organ-organ kecil
Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, saintis telah mula mengembangkan sel-sel manusia berbudaya pada perancah yang tertanam pada cip plastik, membentuk struktur kecil yang meniru fungsi jantung, hati, buah pinggang dan paru-paru kita. Dikenali sebagai organ-on-a-chip, ini dapat memberikan cara baru untuk menguji kesan sebatian atau ubat baru pada sel manusia.
Ujian pada fisiologi kami yang mudah disederhanakan dan diubahsuai dapat menghasilkan lebih banyak hasil yang berkaitan dengan manusia daripada eksperimen haiwan. Secara kritis, ujian itu juga boleh menggantikan penggunaan haiwan-haiwan dalam tahap penyelidikan awal, apabila saintis tidak semestinya perlu menguji pada keseluruhan sistem. Organs-on-a-chip "untuk sebahagian besar menangani output tunggal atau titik akhir," kata Casey - kerana semua yang diperlukan pada tahap awal ini adalah untuk menguji kelakuan satu jenis sel sebagai tindak balas kepada ubat atau penyakit , sebagai satu cara untuk membimbing penyelidikan masa depan.
Ini boleh "membantu dalam kebanyakan kes untuk mengurangkan jumlah ujian haiwan yang diteliti oleh para penyelidik dalam projek yang sedang berlangsung," kata Florian Schmieder, seorang penyelidik yang bekerja pada tujuan itu dengan mengembangkan model buah pinggang dan jantung mini di Institut Fraunhofer untuk Bahan dan Teknologi Beam , di German. Serta paru-paru, hati dan hati, sesetengah syarikat sedang membangunkan struktur 3D buatan yang meniru kulit manusia. Itu sangat penting dalam toksikologi, di mana ujian kulit haiwan telah lama menjadi asas untuk memahami kesan-kesan sebatian baru yang belum teruji.
Casey berkata: "Model tisu kulit telah benar-benar terbukti berkesan, mereka boleh memberikan pandangan tentang perubahan akut - sama ada sesuatu akan mengakis dan merosakkan kulit."
Kajian manusia
Salah satu idea yang sering dibangkitkan sebagai kaunter kepada ujian haiwan ialah jika manusia ingin mendapat manfaat daripada rawatan baru, ubat-ubatan dan penyelidikan, kita sepatutnya menawarkan diri sebagai subjek ujian. Itulah pandangan yang mudah dan melampau - dan di kebanyakan negara ujian haiwan diperlukan oleh undang-undang sebelum dadah diberikan kepada manusia, misalnya. Jadi ia tidak semestinya praktikal, sama ada.
Tetapi, terdapat ujian pengujian manusia yang berhati-hati yang mempunyai potensi untuk mengurangkan penggunaan haiwan, tanpa membahayakan kesihatan manusia. Salah satu kaedah ini ialah microdosing, di mana manusia menerima ubat baru dalam kuantiti yang kecil sehingga ia tidak mempunyai kesan fisiologi yang luas, tetapi hanya ada cukup beredar dalam sistem untuk mengukur kesannya pada sel-sel individu.
Idea ini ialah pendekatan berhati-hati ini dapat membantu menghapuskan ubat-ubatan yang tidak sihat pada peringkat awal, dan bukannya menggunakan beribu-ribu haiwan dalam kajian yang hanya dapat menentukan bahawa ubat tidak berfungsi. Pendekatan ini telah terbukti selamat dan berkesan yang banyak syarikat farmaseutikal utama kini menggunakan microdosing untuk menyelaraskan pembangunan dadah.
"Sudah tentu akan menjadi kebimbangan etika, tetapi ini boleh dengan mudah dilebihkan oleh keuntungan yang berpotensi dalam membawa ubat-ubatan yang lebih selamat dan lebih berkesan untuk memasarkan dengan lebih cekap," kata Casey.
Di manakah kita sekarang?
Oleh itu, apakah maksud alternatif ini untuk masa depan ujian haiwan? Di beberapa bidang penyelidikan seperti ujian kosmetik - di mana begitu banyak produk sedia ada telah terbukti selamat melalui kajian haiwan - terdapat pengakuan yang semakin meningkat bahawa ujian produk baru adalah sesuatu yang kita tidak benar-benar perlu untuk memajukan industri ini. Itu ditanggung oleh peraturan seperti yang dikemukakan oleh Kesatuan Eropah, yang kini mengharamkan pengujian haiwan terhadap produk kosmetik yang dihasilkan dan dijual di dalam EU.
Kami juga melihat kemajuan dalam penyelidikan toksikologi. Para ahli toksik telah lama bergantung pada enam ujian berasaskan haiwan utama yang memaparkan produk baru untuk ketoksikan akut - memeriksa sama ada produk menyebabkan kerengsaan kulit, kerosakan mata atau kematian jika dimakan. Tetapi dalam dua tahun akan datang, ujian asas ini mungkin akan digantikan dengan alternatif bukan haiwan di Amerika Syarikat, kata Casey. Sebab untuk kemajuan ini ialah "biologi yang mendasari jenis ketoksikan ini lebih mudah daripada kebimbangan keselamatan lain yang boleh timbul selepas terdedah kepada bahan kimia untuk jangka masa yang panjang, seperti kanser atau ketoksikan pembiakan," kata Casey.
Tetapi dalam bidang penyelidikan yang lain, di mana soalan-soalan yang diselidiki adalah lebih rumit, model haiwan masih menyediakan satu-satunya cara kita pada masa ini mempunyai sepenuhnya pemahaman yang pelbagai, meluas, kesan jangka panjang kompaun, dadah atau penyakit. "Fisiologi adalah benar-benar rumit dan kami masih tidak mengendalikannya" - atau sesuatu yang legitimnya meniru ia selain dari model haiwan, kata Casey.
Walaupun terdapat kemajuan yang paling menjanjikan seperti perkembangan organ-on-a-cip, itu masih jauh dari apa-apa yang mewakili badan manusia yang berkaitan. "Masalah utama dalam membangunkan sistem organ tiruan adalah untuk mendapatkan keseluruhan kompleksitas organisma hidup dalam vitro," kata Schmieder. "Masalahnya ialah untuk mencontohi kinetik dan dinamik tubuh manusia dengan cara yang benar-benar memprediksi."
Walaupun ciptaan organ-on-a-cip dan ciptaan lain mungkin membantu menjawab soalan-soalan yang lebih mudah, kini model keseluruhan haiwan adalah satu-satunya cara untuk mengkaji kesan yang lebih kompleks - seperti bagaimana fungsi litar di otak dikaitkan dengan tingkah laku yang kelihatan. Ini adalah jenis soalan yang membantu kita memahami penyakit manusia, dan akhirnya membawa kepada rawatan dan terapi menyelamatkan nyawa. Oleh itu, eksperimen haiwan yang mendasari penemuan tersebut tetap penting.
Ia juga perlu diperhatikan bahawa beberapa ujian non-haiwan yang paling menjanjikan yang kita ada hari ini - seperti algoritma - berfungsi hanya kerana mereka boleh menarik perhatian penyelidikan haiwan selama beberapa dekad. Dan untuk memajukan masa depan, kita perlu meneruskan kajian ini, kata Zhu.
"Kami tidak boleh menggunakan komputer untuk menggantikan ujian haiwan secara menyeluruh. Kami masih memerlukan ujian haiwan rendah untuk menghasilkan data yang diperlukan," kata Zhu. "Jika anda meminta saya untuk memilih pendekatan yang menjanjikan, saya akan mengundi untuk kombinasi kaedah pengiraan dan eksperimen."
Oleh itu, adakah terdapat alternatif untuk ujian haiwan? Jawapan ringkas adalah ya - dan tidak. Walaupun kita mempunyai beberapa pilihan, buat masa ini mereka tidak cukup canggih untuk membasmi ujian haiwan. Walau bagaimanapun, secara kritikal, mereka dapat mengurangkan bilangan haiwan yang kami gunakan dalam penyelidikan. Dan dengan peraturan baru, dan alternatif yang lebih bijak, kami sekurang-kurangnya berharap bahawa pada masa akan datang, jumlah haiwan akan terus menurun.
