Эти технологии могут помочь положить конец испытаниям на животных
Достижения в области создания органов на чипах, цифровых близнецов и искусственного интеллекта открывают новую эру исследований и разработки лекарственных препаратов.
Ранее на этой неделе министр науки Великобритании объявил об амбициозном плане: постепенно отказаться от испытаний на животных.
Согласно стратегии, опубликованной во вторник, испытания потенциальных раздражителей кожи на животных будут прекращены к концу следующего года. Ожидается, что к 2027 году исследователи прекратят испытания эффективности ботокса на мышах. А к 2030 году количество испытаний препаратов на собаках и нечеловекообразных приматах сократится.
Эта новость последовала за аналогичными шагами других стран. В апреле Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США объявило о плане замены испытаний на животных для терапии моноклональными антителами «более эффективными моделями, применимыми к человеку». А после семинара в июне 2024 года Европейская комиссия также начала работу над «дорожной картой» по поэтапному отказу от испытаний на животных для оценки химической безопасности.
Связанная история
Группы по защите животных десятилетиями добивались принятия подобных обязательств. Однако отсутствие альтернатив затрудняло прекращение испытаний на животных. Достижения медицинской науки и биотехнологий меняют ситуацию.
Животные используются в научных исследованиях уже тысячи лет. Эксперименты на животных привели ко многим важным открытиям в области функционирования мозга и организма животных. А поскольку регулирующие органы требуют, чтобы лекарственные препараты сначала тестировались на подопытных животных, это сыграло важную роль в создании лекарств и медицинских приборов как для людей, так и для животных.
Сегодня такие страны, как Великобритания и США, регулируют исследования на животных, требуя от учёных наличия нескольких лицензий и соблюдения правил содержания и ухода за животными. Тем не менее, ежегодно в исследованиях используются миллионы животных. Многие учёные не хотят участвовать в испытаниях на животных. Некоторые сомневаются в оправданности исследований на животных, особенно учитывая, что около 95% препаратов, кажущихся многообещающими для животных, не попадают на рынок.
За последние десятилетия мы стали свидетелями значительного прогресса в технологиях, которые предлагают новые способы моделирования человеческого организма и проверки эффектов потенциальных методов лечения без проведения экспериментов на людях или других животных.
Возьмём, к примеру, «органы на чипах». Исследователи создают миниатюрные копии человеческих органов внутри крошечных пластиковых корпусов. Эти системы содержат тот же набор клеток, что и полноценный орган, и получают питательные вещества, необходимые для поддержания их жизнедеятельности.
Сегодня несколько групп учёных создали модели печени, кишечника, сердца, почек и даже мозга. И они уже используются в исследованиях. Сердечные чипы были отправлены в космос для наблюдения за их реакцией на низкую гравитацию. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) использовало лёгочные чипы для оценки вакцин против COVID-19. Кишечные чипы используются для изучения воздействия радиации.
Связанная история
Некоторые исследователи даже работают над соединением нескольких чипов, чтобы создать «тело на чипе», хотя эта работа ведется уже более десятилетия, и никому пока не удалось ее полностью реализовать.
В том же духе другие учёные работают над созданием моделей органов и даже эмбрионов в лабораторных условиях. Выращивая группы клеток в крошечные трёхмерные структуры, учёные могут изучать развитие и работу органов и даже тестировать на них лекарства. Их можно даже персонализировать: взяв клетки у кого-то, можно создать модель конкретных органов этого человека. Некоторым исследователям даже удалось создать органоиды развивающихся плодов.
В стратегии правительства Великобритании также упоминаются перспективы искусственного интеллекта. Многие учёные поспешили использовать ИИ в качестве инструмента, помогающего им, например, анализировать обширные базы данных и находить связи между генами, белками и заболеваниями. Другие используют ИИ для разработки совершенно новых лекарств.
Эти новые препараты потенциально можно испытывать на виртуальных людях. Не на живых людях, а на цифровых реконструкциях, живущих в компьютере. Биомедицинские инженеры уже создали цифровые двойники органов. В текущих испытаниях цифровые сердца используются, чтобы помочь хирургам понять, как и где проводить операции на настоящих сердцах.
Когда я разговаривала с Натальей Траяновой, профессором биомедицинской инженерии, стоящей за этим исследованием, она рассказала мне, что её модель может рекомендовать области сердечной ткани, которые следует прижигать в рамках лечения фибрилляции предсердий. Её инструмент обычно предлагает две-три области, но иногда предлагает гораздо больше. «Им просто нужно нам доверять», — сказала она мне.
Маловероятно, что к 2030 году мы полностью откажемся от испытаний на животных. Правительство Великобритании признаёт, что многие регулирующие органы, включая Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), Европейское агентство по лекарственным средствам (ЕАМ) и Всемирную организацию здравоохранения (ВОЗ), по-прежнему требуют проведения испытаний на животных. И хотя альтернативы испытаниям на животных значительно усовершенствовались, ни один из них не позволяет в полной мере оценить реакцию живого организма на лечение.
По крайней мере, пока. Учитывая весь прогресс последних лет, нетрудно представить будущее без испытаний на животных.
Эта статья впервые появилась в The Checkup, еженедельном биотехнологическом бюллетене MIT Technology Review. Чтобы получать его каждый четверг и читать подобные статьи первыми, подпишитесь здесь.
Источник: www.technologyreview.com