Állatmodellek helyett - lehetőségek a kísérleti állatok kiváltására

Eddig elkerülhetetlennek látszott, hogy a különböző, legfőképpen a szépségiparban felhasznált vegyi anyagokat kisemlősökön teszteljék a biztonságos használat érdekében. Az Amerikai Nemzeti Kutatási Tanács (US National Research Council, NRC) közleménye azonban emberibb lehetőségekre hívja fel a kutatók figyelmét.

Az NRC jelentése több szempont figyelembevételével elemzi a jobbára egereken, patkányokon, nyulakon és tengerimalacokon folytatott toxikológiai (méregtani) ellenőrző vizsgálatokat, és cáfolja, hogy nagy részükre szükség volna. Kiemeli ugyan, hogy az állatmodellek nélkülözhetetlenek, ám rávilágít a módszer hátrányaira, árnyoldalaira is.

Olyan, 21. századi megoldást kínál, amely - a lehetőségek szabta keretek között - az élőállatokon végzett teszteket alternatív módszerekkel váltja fel. Ezek nem csupán emberségesebbek, de olcsóbban, gyorsabban és pontosabban végezhető velük a kívánt elemzés. A beszámoló számot ad néhány már létező alternatív megoldásról, továbbá a fejlesztési stádiumban lévő lehetőségeket is bemutatja.

"Tick-box" toxikológia

Európában évente átlagosan 10,7 millió kísérleti állattal dolgoznak a kutatók. Az állatok 10 százaléka méregtani ellenőrzéskor, a maradék legnagyobb része alapkutatások során (35 százalék), gyógyszerfejlesztésben (28 százalék) és az új gyógyszerek tesztelésekor (16 százalék) kerül a laboratóriumokba.

A hatóanyagok és vegyszerek biztonságos voltának elemzése fáradságos, időigényes feladat, ezért gyakran a "tick-box" ("kipipálásos") jelzővel illetik az iparágat. A vizsgálatok során a szakemberek előre meghatározott reakciósorozatot (protokollt) követve ellenőrzik az anyagra jellemző összes veszélyes faktort, nézik például, hogy az adott készítmény irritálja-e a bőrt, a szemeket; károsítja-e az örökítőanyagot; okoz-e születési rendellenességet vagy roncsolja-e az élő szöveti sejteket.

Ha a próbák negatív eredményt hoznak, úgymond "kipipálják a problémát", ha viszont valahol káros hatást észlelnek, valamilyen módon megpróbálják kiküszöbölni azt - írta le a toxikológusok munkáját Thomas Hartung, az Alternatív Eljárások Jóváhagyásának Európai Központja (ECVAM) vezetője. Az intézményt 1991-ben a célból alapították, hogy megalapozzák a toxikológiában régóta esedékes újításokat.

A tesztek kivitelezése egyre drágább és mind több időt igényel - a fejlesztések eredményeképp -, ráadásul nem minden esetben adnak pontos előrejelzést a hatóanyagok biztonságos alkalmazását illetően. Hartung szerint például egy rákot okozó ágens megtalálásához tervezett kísérletsorozatot hozzávetőleg 400 patkánnyal számolnak, a vizsgálat akár 5 évet is igénybe vehet, s a kutatás becsült költségei mintegy 800 000 amerikai dollárra rúgnak.

Az ilyen ellenőrzések során általában rákkeltőnek (karcinogénnek) találják a készítmények csaknem felét, noha emberekben a karcinogenitás leggyakrabban nem bizonyítható. Ennek az az oka, hogy a kísérleti állatok szervezete, felépítése, immunrendszere eltér az emberétől. Gyakran előfordul tehát, hogy az alkalmazott szer az ember esetében ártalmatlannak tűnik, ám egy modell-állat szervezetébe juttatva annak életébe kerülhet. Fordítva is fennáll a veszély: a klinikai vizsgálatok során - amikor tehát már túljutottak az állatokkal folytatott kötelező protokollokon - a leendő gyógyszerek 30 harminc százalékát kizárják a kutatásból, mert a bevetésükkor fellépő súlyos mellékhatások tovább rontják a betegek állapotát.

Az NRC jelentése (Toxicity testing in the 21st century: a vision and a strategy) ezért azt hangsúlyozza, hogy a tudósoknak a biológiai folyamatokra kell összpontosítaniuk, amikor megterveznek egy biztonságos felhasználást célzó toxikológiai tesztsorozatot. Melvin Andersen, az NRC bizottsági tagja szerint a tudomány rohamos fejlődésével a kutatók egy napon megismerhetik majd mindazon, a szervezetünkben lejátszódó biokémiai útvonalakat, amelyek módosulása károsítja az élő sejtek működését.

Ekkor könnyebben tervezhetnek élőállatokat nem igénylő, kémcsőben végezhető (in vitro) elemzéseket, amelyekkel a szóban forgó biokémiai reakciósorozatokat vizsgálhatnák. Az alternatív megoldásokat számítógépes modellekkel és korábbi tanulmányokkal is kombinálhatnák, ez tovább növelhetné az új tesztek hatékonyságát. Nincs arról szó természetesen, hogy teljes mértékben helyettesíthetők lesznek az állatokkal folytatott kísérletek, ám az új megoldások jelentősen visszaszoríthatják azokat.

Dan Scott a Kalifornia Egyetem (San Diego, USA) szakembereivel már azon dolgozik, hogy felderítsék és modellezzék a bőr gyulladási folyamatainak összességét. Ehhez egy úgynevezett interaktomot alkottak, amely több mint 55000 kölcsönhatást modellez, fehérjék ezrei között. A kutatók a világ egyik legnagyobb interaktomjának felhasználásával a gyulladt bőrfelületen megjelenő molekulák kölcsönhatásait vizsgálhatják. Így azonosíthatják azon anyagokat, amelyek kulcsszerepet játszanak a bőr gyulladási folyamatában. E módszerrel a tudósok már leírtak egy mostanáig ismeretlen kapcsolatot két, a folyamat fontos részét képző fehérje génje között. Scott szerint azonban a módszer toxikológiai tesztté formálása lesz majd a valódi kihívás.