روش‌های برون_تنی و دیگر روش‌های جایگزین آزمایش روی حیوانات

 

دکتر الیاس زرهونی ، مدیر سابق موسسه ملی سلامت ایالات متحده، در طی یک نشست دولتی در باب بودجه‌های تحقیقاتی،

به همکاران خود اعتراف کرد که استفاده از آزمایشات بر روی حیوانات برای کمک به انسان‌ها به هیچ عنوان موفقیت‌آمیز نبوده:

“ما از مطالعه بیماری‌های مربوط به انسان در خود انسان فاصله گرفته‌ایم. … همه ما، که شامل خودم هم می‌شود، در این مورد

به بیراهه رفته‌ایم. مشکل اینجاست که آزمایش روی حیوانات برای انسان‌ها فایده‌ای نداشته است و وقت آن رسیده که حقیقتا با

این مشکل روبرو شویم. می‌بایست روش‌های جدیدی برای مطالعه بیماری‌های انسان، بر روی خود انسان‌ها  پیدا کرده و توجه و

تمرکزمان را بر روی بکارگیری و بهبود این روش‌ها معطوف کنیم.”

 

 

امروزه، به دلیل اینکه آزمایش روی حیوانات  ظالمانه، زمان بر و عملا غیر قابل تعمیم به انسان است، دانشمندان آینده‌نگر بسیاری

در سراسر جهان مشغول ایجاد، توسعه و بکارگیری انواع روش‌های غیر‌حیوانی جهت مطالعه بیماری و تست محصولات هستند

که در عمل قابلیت کاربرد در انسان را هم دارند.

 

روش‌های جایگزین آزمایش روی حیوانات شامل آزمایش‌های پیچیده روی سلول‌ها و بافت‌های انسان (روش‌های برون_تنی)،

شبیه‌سازی‌های پیشرفته کامپیوتری (مدل‌های in-silico) و مطالعات روی انسان‌های داوطلب است.

این‌روش‌ها و دیگر روش‌های غیرحیوانی،  دشواری‌های تعمیم نتایج از گونه‌های دیگر به انسان را نداشته و عموما سریع‌تر به

نتیجه می‌رسند.

در اینجا فقط به چند نمونه از روش‌های متعدد پیشرفته و به‌روز مدل‌های غیرحیوانی و مزایای اثبات شده هر یک اشاره می‌شود:

آزمایش‌های برون_تنی

محققان موفق به ایجاد بسترهایی با عنوان “اندام‌روی‌تراشه‌^۱” شده‌اند که متشکل از سلول‌های انسانی رشد‌ یافته در

سیستم‌های پیشرفته‌ای هستند که در واقع ساختار و عملکردهای اعضا و سیستم‌های اندامی انسان را مشابهت‌سازی می‌کند.

از این تراشه‌ها می‌توان به جای حیوانات، در تحقیقات مربوط به بیماری‌ها، آزمایش‌های دارویی و آزمایش‌های سمیت استفاده

کرد و دیده  شده که نسبت به مدل‌های حیوانی، این مدل‌ها با دقت بیشتری می‌توانند فیزیولوژی، بیماری‌ها و واکنش‌های

دارویی در انسان را همانندسازی کنند.

 شرکت هایی مانند AlveoliX ، MIMETAS و Emulate   این تراشه ها را به شکل محصولاتی قابل استفاده برای محققان

 به جای استفاده از حیوانات تبدیل کرده‌اند.

انواع بسیاری از مدل‌های مبتنی بر سلول‌ها و بافت‌ها را می‌توان جهت ارزیابی ایمنی دارو،  مواد شیمیایی، مواد آرایشی و نیز

اقلام مصرفی بکار گرفت.

به عنوان مثال در حال حاضر مدل‌های سه‌بعدی مانند

  MatTek Life Sciences’ EpiDerm™ Tissue  Model

وجود دارند که متشکل از سلول‌های انسان هستند و می‌توانند به عنوان جایگزینی برای خرگوش ها در آزمایش‌های

دردناک و طولانی مدت که به طور سنتی برای ارزیابی شدت تحریک یا خوردگی پوستی مواد شیمیایی استفاده می‌شود، مورد

استفاده قرار‌گیرد.

 

 

همچنین  یک مدل سه بعدی منحصر به فرد از عمیق‌ترین  بخش‌های ریه در انسان، در حال حاضر برای مطالعه

اثرات استنشاق انواع مواد شیمیایی، پاتوژن‌ها و دود سیگار که مبتنی بر سلول‌های انسانیست، ایجاد شده است.

 

دستگاه‌های دیگری هم توسط شرکت آلمانی  VITROCELL ایجاد شده‌اند که با در معرض قرار دادن سلول‌های ریه انسان – در

داخل پلیت-  به مواد شیمیایی،  اثرات استنشاق ترکیبات مختلف روی سلامتی را مورد مطالعه قرار می‌دهند.

انسان‌ها هر روزه مواد  شیمیایی بسیاری را چه بصورت ارادی (مانند دود سیگار) و چه ناخواسته (مانند آفت‌کش‌ها) استنشاق

می‌کنند.

 

 

با استفاده از دستگاه‌های VITROCELL  سلول‌های انسان از یک طرف در معرض ماده شیمیایی هوا برد مورد آزمایش قرار گرفته

 و از سمت دیگر مواد مغذی را از طریق یک مایع خون مانند دریافت می‌کنند. این کار، آنچه را که در واقع هنگام ورود یک ماده

شیمیایی به درون ریه انسان رخ می‌دهد شبیه‌سازی می‌کند. اینگونه دستگاه‌ها می‌توانند جایگزینی باشند برای روش‌هایی که

در آنها موش‌های آزمایشگاهی ساعت‌ها درون لوله هایی کوچک محصور و مجبور به استنشاق مواد سمی‌ای می‌شوند که در

نهایت منجر به مرگشان می‌شود.

 

 

محققان آزمایشاتی را طراحی کرده‌اند که در آن‌ها، از سلول‌های خونی انسانی برای شناسایی آلاینده‌های دارویی (که با

ورودشان به بدن ممکن است سبب ایجاد تب خطرناک شوند) استفاده می‌شود.

این روش‌های غیرحیوانی، می‌توانند جایگزینی باشند برای روش‌های سنتی حیوانی که در آن‌ها به عنوان مثال، محققین مقدار

زیادی خون از خرچنگ‌های نعل اسبی جهت آزمایش استخراج می‌کنند و یا به خرگوش‌های محصور، دارو یا ریزذراتی از مواد بکار

رفته در تجهیزات پزشکی تزریق و به طور دائم، دما را به روش رکتال-درون مقعدی- اندازه‌گیری می‌کنند (جهت پایش واکنش

احتمالی به صورت تب در خرگوش).

 

 

دانشمندان دانشکده فنی دانشگاه  Braunschweig آلمان موفق به ایجاد آنتی بادی هایی کاملاً مشتق از انسان شده‌اند که قادر

به مسدود کردن زهرابه سمی‌ای هستند که سبب بیماری دیفتری می‌شود.

 

Researchers from Braunschweig explore novel therapies for Coronavirus

 

این دستاورد می‌تواند مانع از اجرای روشی شود که در آن، سم دیفتری به طور متناوب به اسب ها تزریق می‌شود تا پس از

تخلیه مقدار زیادی از خونشان، آنتی بادی‌هایی که سیستم ایمنی بدنشان برای مقابله با بیماری تولید کرده، جمع‌آوری شود.

 

(( این عکس‌ها شرایط نامطلوب نگهداری از اسب‌ها را در یک مرکز تولید آنتی‌بادی در هند نشان می‌دهند ))

مدل‌سازی‌های کامپیوتری   (in-Silico)

 

 

محققان موفق به توسعه طیف گسترده‌ای از مدل‌های پبچیده رایانه ای شده‌اند که  بیولوژی و مراحل پیشرفت  بیماری‌های

مختلف در انسان را شبیه‌سازی می‌کنند. مطالعات نشان می‌دهد که این مدل‌ها با دقت بسیار بالایی واکنش‌های بدن انسان به

داروهای جدید را پیش‌بینی می‌کنند و در نتیجه می‌توانند جایگزین استفاده از حیوانات در تحقیقات اکتشافی و بسیاری از

آزمایش‌های دارویی استاندارد شوند.

 

روابط کمی ساختار – فعالیت^۲ تکنیک‌های کامپیوتر محوری هستند که می‌توانند با استفاده از محاسبات پیشرفته، تخمینی از

احتمال آسیب‌زایی یک ماده شیمیایی در انسان ارائه دهند.

 

این تخمین بر اساس سنجش میزان شباهت ماده جدید به مواد

شیمیایی شناخته شده و دانسته‌های فعلی از بیولوژی انسانی انجام می‌شود. شرکت‌ها و دولت‌ها به طور فزاینده‌ای از این

گونه ابزارها استفاده می‌کنند تا از آزمایش مواد شیمیایی بر روی حیوانات جلوگیری کنند.

 

 

 

تحقیقات روی افراد داوطلب

 

 

روشی تحت عنوان “میکرودوزینگ” می‌تواند اطلاعات مهمی را در مورد ایمنی یک داروی تجربی و چگونگی متابولیسم آن در بدن،  قبل از شروع آزمایشات انسانی گسترده فراهم کند.

 

در این روش، مقدار بسیار کمی از دارو در یک دوز به داوطلبان داده می‌شود و از تکنیک‌های پیچیده تصویربرداری جهت پایش

عملکرد آن در بدن استفاده می‌شود. این روش می‌تواند جایگزین برخی آزمایشات بر روی حیوانات شود و به غربالگری ترکیبات

دارویی که برای انسان موثر نیستند کمک کند تا دیگر نیازی به تست آن داروها روی حیوانات نباشد.

 

 

بکارگیری تکنیک‌های پیشرفته تصویربرداری و ثبت اطلاعات از مغز – مانند تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) –

روی داوطلبان انسانی، می‌تواند جایگزین آزمایش‌های قدیمی و آسیب‌رسان به مغز که روی موش‌ها، گربه‌ها و میمون‌ها انجام

می‌شد،  بشود.

 

 

با این گونه تکنیک‌های مدرن، مغز انسان را تا سطح یک نورون واحد می‌توان بدون ایجاد خطر مورد مطالعه قرار

داد (مانند الکتروانسفالوگرافی داخل جمجمه)، و حتی به طور موقت و برگشت‌پذیر با استفاده از تحریک مغناطیسی مغز،

اختلالات مغزی را القا نمود.

 

شبیه‌ساز‌های بیماران انسانی

 

شبیه‌ساز‌های واقعی از بیماران انسانی که به حدی پیشرفته‌اند که تنفس می کنند، خونریزی می‌کنند، تشنج می‌کنند، صحبت

می‌کنند و حتی “می‌میرند”،  ثابت کرده‌اند که می‌توانند بهتر از آزمایش‌های ابتدایی شامل تکه‌پاره‌کردن حیوانات، مباحث

فیزیولوژی و داروشناسی را  به دانشجویان بیاموزند. پیشرفته‌ترین این شبیه‌ساز‌ها قادرند انواع بیماری‌ها و جراحت‌ها را هم

شبیه‌سازی کرده و پاسخ بیولوژیکی مناسب را به مداخلات پزشکی و تزریقات دارویی ایجاد نمایند. تمامی دانشکده‌های پزشکی

در سراسر ایالات متحده، کانادا و هند در حال حاضر استفاده از آزمایش روی حیوانات به منظور آموزش‌های پزشکی را کنار

گذاشته‌اند و به جای آن از انواع شبیه‌سازها، سیستم‌های واقعیت‌مجازی، شبیه‌سازهای رایانه‌ای و تجربه بالینی تحت نظارت

استفاده می‌کنند.

 

 

برای آموزش‌های پزشکی پیشرفته‌تر، سیستم‌هایی مانند مرد ترومایی^۳ وجود دارد که به شکلی واقعی، بالا تنه انسان را

شبیه‌سازی می‌کند و علاوه بر اینکه تنفس و خونریزی می‌کند، دارای لایه‌های پوست و بافت، دنده و اندام‌های داخلی شبه‌واقع

است. این سیستم‌ها به طور گسترده‌ای برای آموزش روش‌های جراحی اورژانسی استفاده می‌شوند و مطالعات متعددی نشان

داده‌اند که اینگونه سیستم‌ها بهتر از آموزش‌هایی که دانشجویان باید در آنها خوک،  بز یا سگ‌های زنده را تکه‌پاره کنند

مهارت‌های امداد و نجات را به ایشان یاد می‌دهند.

^۱ organ-on-chips

^۲Quantitative structure-activity relationships (QSARs)

^۳Trauma Man

منبع:

https://www.peta.org/issues/animals-used-for-experimentation/alternatives-animal-testing

ترجمه: عطیه عرب