Următorul medicament de succes ar putea fi fără șobolani de laborator?

În 1937, o companie americană de medicamente a introdus un nou elixir pentru tratarea faringitei streptococi – și a declanșat, fără să vrea, un dezastru de sănătate publică. Produsul, care nu a fost testat pe oameni sau animale, conținea un solvent care s-a dovedit a fi toxic. Peste 100 de oameni au murit.

În anul următor, Congresul a adoptat Legea Federală pentru Siguranța Alimentelor, Medicamentelor și Cosmetice, care impune companiilor farmaceutice să trimită date de siguranță către Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente înainte de a vinde noi medicamente, contribuind la introducerea unei ere a testării toxicității animalelor.

Acum, un nou capitol în dezvoltarea medicamentelor poate începe. Actul de Modernizare 2.0 al FDA, semnat în lege la sfârșitul anului trecut, permite producătorilor de medicamente să colecteze date inițiale de siguranță și eficacitate folosind noi instrumente de înaltă tehnologie, cum ar fi organe de bioinginerie, organe pe cipuri și chiar modele de computer, în loc de animale vii. De asemenea, Congresul a alocat 5 milioane de dolari FDA pentru a accelera dezvoltarea de alternative la testarea pe animale.

Alte agenții și țări fac schimbări similare.

În 2019, Agenția pentru Protecția Mediului din SUA a anunțat că va reduce și, în cele din urmă, va urmări să elimine testele pe mamifere. În 2021, Parlamentul European a cerut un plan de eliminare treptată a testării pe animale.

Aceste mișcări au fost determinate de o confluență de factori, inclusiv evoluția viziunilor despre animale și dorința de a face dezvoltarea medicamentelor mai ieftină și mai rapidă, au spus experții. Dar ceea ce le face în cele din urmă fezabile este dezvoltarea unor alternative sofisticate la testarea pe animale.

Este încă devreme pentru aceste tehnologii, dintre care multe trebuie încă rafinate, standardizate și validate înainte de a putea fi utilizate în mod obișnuit în dezvoltarea medicamentelor. Și chiar și susținătorii acestor alternative recunosc că testarea pe animale nu este probabil să dispară în curând.

Dar se creează un impuls pentru abordările non-animale, care în cele din urmă ar putea ajuta la accelerarea dezvoltării medicamentelor, la îmbunătățirea rezultatelor pacienților și la reducerea sarcinilor suportate de animalele de laborator, au spus experții.

„Animalele sunt pur și simplu un surogat pentru prezicerea a ceea ce se va întâmpla la un om”, a spus Nicole Kleinstreuer, directorul Programului Național de Toxicologie Centrul Interagenție pentru Evaluarea Metodelor Toxicologice Alternative.

„Dacă putem ajunge într-un loc în care avem de fapt un model complet relevant pentru om”, a adăugat ea, „atunci nu mai avem nevoie de cutia neagră a animalelor”.

Atitudinile animalelor

Grupurile pentru drepturile animalelor au făcut lobby pentru o reducere a testării pe animale de zeci de ani și au găsit un public din ce în ce mai receptiv. Într-un sondaj Gallup din 2022, 43 la sută dintre americani au spus că testele medicale pe animale sunt „greșite din punct de vedere moral”, în creștere față de 26 la sută în 2001.

Reducerea testării pe animale „contează pentru atât de mulți oameni din atât de multe motive diferite”, a spus Elizabeth Baker, directorul politicii de cercetare la Physicians Committee for Responsible Medicine, un grup nonprofit care pledează pentru alternative la testarea pe animale. „Etica animalelor este de fapt un factor destul de mare.”

Dar nu este singurul. Testarea pe animale este, de asemenea, consumatoare de timp, costisitoare și vulnerabilă la penurie. Dezvoltarea medicamentelor, în special, este plină de eșecuri, iar multe medicamente care par promițătoare la animale nu au rezultate la oameni. „Nu suntem șobolani de 70 de kilograme”, a spus dr. Thomas Hartung, care conduce Centrul Johns Hopkins pentru alternative la testarea pe animale.

Mai mult, unele tratamente noi de ultimă oră se bazează pe produse biologice, precum anticorpi sau fragmente de ADN, care pot avea ținte specifice oamenilor.

„Există o mulțime de presiuni, nu doar din motive etice, ci și din aceste motive economice și pentru a reduce cu adevărat lacunele de siguranță, pentru a se adapta la lucruri care sunt mai moderne și mai relevante pentru oameni”, a spus dr. Hartung.

(Dr. Hartung este inventatorul numit al unui brevet al Universității Johns Hopkins privind producția de organoizi cerebrali. Primește cote de redevențe de la compania care a licențiat tehnologia și oferă consultanță pentru aceasta.)

În ultimii ani, oamenii de știință au dezvoltat modalități mai sofisticate de a reproduce fiziologia umană în laborator.

Ei au învățat cum să convingă celulele stem umane să se asambleze într-un grup mic, tridimensional, cunoscut sub numele de organoid, care prezintă unele dintre aceleași trăsături de bază ca un anumit organ uman, cum ar fi un creier, un plămân sau un rinichi. .

Oamenii de știință pot folosi aceste mini-organe pentru a studia bazele bolii sau pentru a testa tratamente, chiar și pe pacienți individuali. Într-un studiu din 2016, cercetătorii au făcut mini-intestine din probe de celule de la pacienți cu fibroză chistică și apoi au folosit organoizii pentru a prezice ce pacienți vor răspunde la noile medicamente.

Oamenii de știință folosesc, de asemenea, imprimante 3-D pentru a produce organoizi la scară și pentru a imprima benzi de alte tipuri de țesut uman, cum ar fi pielea.

O altă abordare se bazează pe „organe pe un cip”. Aceste dispozitive, care au aproximativ dimensiunea bateriilor AA, conțin canale minuscule care pot fi căptușite cu diferite tipuri de celule umane. Cercetătorii pot pompa medicamente prin canale pentru a simula modul în care ar putea călători printr-o anumită parte a corpului.

Într-un studiu recent, compania de biotehnologie Emulate, care produce organe pe cipuri, a folosit un ficat pe cip pentru a examina 27 de medicamente bine studiate. Toate medicamentele trecuseră testarea inițială pe animale, dar unele s-au dovedit ulterior a provoca toxicitate hepatică la oameni. Ficatul pe cip a semnalat cu succes până la 87% dintre compușii toxici, au raportat cercetătorii în Communications Medicine în decembrie anul trecut.

Cercetătorii pot, de asemenea, lega diferite sisteme împreună, conectând o inimă pe un cip la un plămân pe un cip la un ficat pe un cip, pentru a studia modul în care un medicament ar putea afecta întregul sistem interconectat. „Acolo cred că se află viitorul”, a spus dr. Kleinstreuer.

Calcule compuse

Nu toate instrumentele noi necesită celule reale. Există, de asemenea, modele de calcul care pot prezice dacă un compus cu anumite caracteristici chimice este probabil să fie toxic, cât de mult va ajunge la diferite organe și cât de repede va fi metabolizat.

Modelele pot fi ajustate pentru a reprezenta diferite tipuri de pacienți. De exemplu, un dezvoltator de medicamente ar putea testa dacă un medicament care funcționează la adulții tineri ar fi sigur și eficient la adulții în vârstă, care au adesea o funcție renală redusă.

„Dacă puteți identifica problemele cât mai devreme posibil utilizând un model de calcul care vă scutește să mergeți pe calea greșită cu aceste substanțe chimice”, a spus Judith Madden, expert în teste chimice „in silico” sau computerizate la Liverpool John Universitatea Moores. (Dr. Madden este, de asemenea, redactor-șef al revistei Alternative to Laboratory Animals.)

Unele dintre abordări există de ani de zile, dar progresele în tehnologia de calcul și inteligența artificială le fac din ce în ce mai puternice și sofisticate, a spus dr. Madden.

Celulele virtuale s-au dovedit, de asemenea, promițătoare. De exemplu, cercetătorii pot modela celulele inimii umane individuale folosind „un set de ecuații care descriu tot ceea ce se întâmplă în celulă”, a spus Elisa Passini, managerul de program pentru dezvoltarea medicamentelor la Centrul Național pentru Înlocuirea, Rafinarea și Reducerea Animalelor. în cercetare, sau NC3R, în Marea Britanie.

Într-un studiu din 2017, dr. Passini, pe atunci cercetător la Universitatea din Oxford, și colegii ei au concluzionat că aceste celule digitale erau mai bune decât modelele animale în a prezice dacă zeci de medicamente cunoscute ar cauza probleme cardiace la oameni.

Oamenii de știință construiesc acum organe virtuale întregi, care în cele din urmă ar putea fi legate între ele într-un fel de om virtual, a adăugat dr. Passini, deși o parte din lucrări rămâne în stadii incipiente.

Pe termen scurt, un animal de laborator virtual ar putea fi mai realizabil, a spus Cathy Vickers, șefa de inovare la NC3Rs, care lucrează cu oameni de știință și companii farmaceutice pentru a dezvolta un model digital al unui câine care ar putea fi folosit pentru testarea toxicității medicamentelor.

„Este încă un impuls mare pentru a dezvolta un câine virtual”, a spus dr. Vickers. „Dar este vorba despre construirea acestei capacități, construirea acelui impuls.”

Reduceți sau înlocuiți

Multe alternative potențiale pentru animale vor necesita mai multe investiții și dezvoltare înainte de a putea fi utilizate pe scară largă, au spus experții. Au, de asemenea, limitări proprii. Modelele computerizate, de exemplu, sunt la fel de bune ca datele pe care sunt construite și sunt disponibile mai multe date despre anumite tipuri de compuși, celule și rezultate decât altele.

Deocamdată, aceste metode alternative sunt mai bune la prezicerea rezultatelor relativ simple, pe termen scurt, cum ar fi toxicitatea acută, decât cele complicate, pe termen lung, cum ar fi dacă o substanță chimică ar putea crește riscul de cancer atunci când este utilizată de-a lungul lunilor sau ani, oamenii de știință. a spus.

Și experții nu au fost de acord cu privire la măsura în care aceste abordări alternative ar putea înlocui modelele animale. „Lucrăm absolut către un viitor în care dorim să le putem înlocui pe deplin”, a spus dr. Kleinstreuer, deși ea a recunoscut că ar putea dura decenii, „dacă nu secole”.

Dar alții au spus că aceste tehnologii ar trebui privite ca un supliment, mai degrabă decât un înlocuitor, pentru testarea pe animale. Medicamentele care se dovedesc promițătoare în organoizi sau modele computerizate ar trebui încă testate pe animale, a declarat Matthew Bailey, președintele Asociației Naționale pentru Cercetare Biomedicală, un grup nonprofit care pledează pentru utilizarea responsabilă a animalelor în cercetare.

„Cercetătorii trebuie încă să poată vedea tot ce se întâmplă într-un organism complex de mamifer înainte de a li se permite să treacă la studiile clinice umane”, a spus el.

Totuși, chiar și această abordare mai conservatoare ar putea avea beneficii, a spus Nicole zur Nieden, toxicolog de dezvoltare la Universitatea din California, Riverside, care a spus că a considerat că înlocuirea angro a testării pe animale este nerealistă.

În special, a spus ea, noile abordări ar putea ajuta oamenii de știință să elimine un număr mai mare de compuși ineficienți și nesiguri înainte de a ajunge vreodată la teste pe animale. Acest lucru ar reduce numărul de studii pe animale pe care cercetătorii trebuie să le efectueze și limita la care sunt expuse animalele din laboratorul de substanțe chimice, a spus ea, adăugând: „Vom fi capabili să reducem destul de mult suferința animalelor de testare”.

Sursa – www.nytimes.com