I 1980 presenterte The New York Times en helsides annonse fra en dyrerettighetsgruppe, som lammet et fremtredende kosmetikkfirma for å teste produktene sine på øynene til kaniner. Kampanjen var så effektiv, det førte til at flere skjønnhetsselskaper pantsatte hundretusenvis av dollar mot forskning for å finne alternative testmetoder som ikke involverte dyr.
Nesten 40 år senere, hva er noen av disse alternativene, og hvor mye har vi gjort?
Før vi går inn på svaret, er det en viktig skille å gjøre: selv om "dyreforsøk" vanligvis tryller frem bildet av forsvarsløse kaniner som blir prodd og pirket i skjønnhetens navn, bruken av dyr i forskning - og jakten på alternativer - strekker seg langt utenfor kosmetikkindustrien. Dyr som mus og rotter er mye brukt i toksikologi, studier av kjemikalier og deres innvirkning på oss. Dyr er også et avgjørende for funn og testing av medikamenter. I biomedisinsk forskning er dyremodeller grunnlaget for mange eksperimenter som hjelper forskere å undersøke alt fra funksjonen til kretsløp i hjernen til progresjon av sykdom i celler.
Til tross for deres betydning på disse feltene, er det nå et forsøk på å redusere antall dyr som brukes i testing. Det skyldes delvis etiske betenkeligheter som driver ny lovgivning i forskjellige land. Men det kommer også ned på penger og tid.
"I teorien kan ikke-dyreforsøk være mye billigere og mye raskere," sier Warren Casey, direktør for US National Toxicology Programs Interagency Center for the Evaluation of Alternative Toxicological Methods, som analyserer alternativer til dyrs bruk for kjemisk sikkerhetstesting .
En annen bekymring er at i noen typer forskning er dyr for forskjellige fra mennesker til å lykkes med å forutsi effektene som visse produkter vil ha på kroppen vår. "Så vi har etikk, effektivitet og menneskelig relevans," sa Casey til Live Science, de tre hovedfaktorene som driver jakten på alternativer.
Så, hva er de mest lovende alternativene så langt?
Data, data, overalt
En tilnærming er å erstatte dyr med algoritmer. Forskere utvikler beregningsmodeller som knuser enorme mengder forskningsdata for å forutsi effekten av bestemte produkter på en organisme.
"Dette er en veldig anvendelig tilnærming. Det er veldig billig," sa Hao Zhu, førsteamanuensis i kjemi ved Rutgers University i New Jersey. Zhu er en del av et forskerteam som har utviklet en høyhastighetsalgoritme som henter ut informasjonsmengder fra kjemiske databaser online, for å sammenligne tusenvis av testede kjemiske forbindelser med nye, uprøvde slike ved å identifisere strukturelle likheter mellom dem. Deretter bruker den det vi vet om toksisiteten til testet forbindelser for å gjøre pålitelige prediksjoner om toksisiteten til utestet varianter med lignende struktur (forutsatt at denne delte strukturen betyr at forbindelsen vil ha lignende effekter).
Å identifisere virkningene av en ny forbindelse vil typisk kreve score for dyre, tidkrevende dyreforsøk. Men beregningsforutsigelser som dette kan bidra til å redusere mengden av dyreforsøk som kreves. "Hvis vi kan vise at forbindelsen vi ønsker å markedsføre er trygg, tror jeg at slike studier kan erstatte dagens dyrestudier," sa Zhu. En lignende studie fra forskere ved Johns Hopkins University i Maryland viste at algoritmer til og med kunne være det bedre enn dyreforsøk for å forutsi toksisitet i forskjellige forbindelser.
Miniatyrorganer
De siste årene har forskere begynt å dyrke dyrkede menneskelige celler på stillaser innebygd på plastflis, og danne små strukturer som etterligner funksjonen til hjerte, lever, nyrer og lunger. Disse er kjent som organer-på-en-brikke, og kan gi en ny måte å teste effekten av nye forbindelser eller medikamenter på menneskelige celler.
Testing av disse forenklede, miniatyriserte versjonene av fysiologien vår kan gi mer menneskelig relevante resultater enn dyreforsøk. Avgjørende er at testene også kan erstatte bruken av hele dyr i de undersøkende stadiene av tidlig forskning, når forskere ikke nødvendigvis trenger å teste på hele systemer. Organiser-på-en-brikke "for det meste adresserer et enkelt utgang eller sluttpunkt," sa Casey - fordi alt som kan være nødvendig på dette tidlige stadiet er å teste oppførselen til en celletype som respons på et medikament eller en sykdom , som en måte å veilede fremtidig forskning på.
Dette kan "hjelpe i de fleste tilfeller med å redusere mengden av dyreforsøk forskere planlegger i pågående prosjekter," sier Florian Schmieder, en forsker som jobber med det målet ved å utvikle miniatyrnyr og hjerte-modeller ved Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology , i Tyskland. I tillegg til lunger, lever og hjerter, utvikler noen selskaper kunstige 3D-strukturer som gjenskaper menneskets hud. Det er spesielt viktig i toksikologi, der dyrehudprøver lenge har vært en grunnlinje for å forstå effekten av nye, uprøvde forbindelser.
Erstatning av dette med en skadefri modell er nå en realitet, sa Casey: "Hudvevsmodeller har virkelig vist seg å være ganske effektive. De kan gi innsikt i de akutte endringene - om noe kommer til å være etsende og skade huden."
Menneskelige studier
En ide som ofte tas opp som motvirke til dyreforsøk, er at hvis mennesker ønsker å dra nytte av nye behandlinger, medisiner og forskning, bør vi i stedet tilby oss selv som testpersoner. Det er et ganske forenklet og ekstremt syn - og i de fleste land er dyreforsøk krevd i lov før medisiner blir gitt til mennesker. Så det er ikke nødvendigvis praktisk.
Men det er nøye kontrollerte former for testing av mennesker som har potensial til å redusere bruk av dyr, uten å sette menneskers helse i fare. En slik metode er mikrodosering, der mennesker får et nytt medikament i så små mengder at det ikke har store fysiologiske effekter, men det er akkurat nok sirkulasjon i systemet til å måle virkningen på individuelle celler.
Tanken er at denne forsiktige tilnærmingen kan bidra til å eliminere ikke-kritikkverdige medikamenter på et tidlig tidspunkt, i stedet for å bruke tusenvis av dyr i studier som kanskje bare viser at et legemiddel ikke fungerer. Tilnærmingen har vist seg å være sikker og effektiv nok til at mange store farmasøytiske selskaper nå bruker mikrodosering for å effektivisere medikamentutvikling.
"Det vil selvfølgelig være etiske bekymringer, men disse kan lett oppveies av de potensielle gevinstene ved å bringe tryggere og mer effektive medisiner til å markedsføre mer effektivt," sa Casey.
Hvor er vi nå?
Så, hva betyr disse alternativene for fremtiden for dyreforsøk? I noen forskningsområder som kosmetikkprøving - hvor så mange eksisterende produkter allerede er bevist som trygge gjennom dyreforsøk - er det en økende erkjennelse av at testing av nye produkter er noe vi virkelig ikke trenger å fremme denne industrien. Dette fremheves av forskrifter som den som er lagt fram av EU, som nå forbyr dyreforsøk på kosmetiske produkter som blir produsert og solgt i EU.
Vi ser også fremskritt innen toksikologiforskning. Toksikologer har lenge vært avhengig av seks kjernedyrbaserte tester som screener nye produkter for akutt toksisitet - og sjekker om et produkt forårsaker hudirritasjon, øyeskade eller død hvis det konsumeres. Men i løpet av de neste to årene vil disse grunntestene sannsynligvis erstattes med ikke-dyrealternativer i USA, sa Casey. Årsaken til denne fremgangen er at "biologien som ligger til grunn for disse typer toksisitet er mye enklere enn andre sikkerhetsproblemer som kan oppstå etter å ha blitt utsatt for et kjemisk stoff i en lengre periode, som kreft eller reproduksjonstoksisitet," sa Casey.
Men på andre forskningsområder, der spørsmålene som blir undersøkt er mer komplekse, gir dyremodeller fortsatt den eneste måten vi for øyeblikket har til å forstå de varierte, utbredte, langsiktige virkningene av en forbindelse, et medikament eller en sykdom. "Fysiologi er virkelig, veldig sammensatt, og vi har fremdeles ikke tak i det" - og heller ikke noe som legitimt etterligner det bortsett fra dyremodeller, sa Casey.
Selv til tross for de mest lovende fremskritt som utvikling av organer-på-en-brikke, er det fremdeles langt fra alt som representerer en tilkoblet menneskekropp. "Det største problemet i å utvikle kunstige organsystemer er å få hele kompleksiteten til en levende organisme in vitro," sa Schmieder. "Problemet her er å etterligne kinetikken og dynamikken i menneskekroppen på en virkelig forutsigbar måte."
Mens organer-på-en-brikke og andre oppfinnelser kan bidra til å svare på enklere spørsmål, er akkurat nå modeller for hele dyr den eneste måten å studere mer komplekse effekter - for eksempel hvordan kretsfunksjoner i hjernen er knyttet til synlig oppførsel. Dette er typen spørsmål som hjelper oss med å forstå menneskers sykdom, og til slutt føre til livreddende behandlinger og terapier. Så dyreforsøkene som ligger til grunn for disse funnene er fortsatt avgjørende.
Det er også verdt å merke seg at noen av de mest lovende ikke-dyreforsøkene vi har i dag - som algoritmer - bare fungerer fordi de kan trekke på flere tiår med dyreforskning. Og for å komme videre i fremtiden, må vi fortsette denne forskningen, sa Zhu.
"Vi kan ikke bruke datamaskiner for å erstatte dyreforsøk fullstendig. Vi trenger fortsatt noen dyreprøver på lavt nivå for å generere nødvendige data," sa Zhu. "Hvis du ba meg stemme på en lovende tilnærming, ville jeg stemt for en kombinasjon av beregnings- og eksperimentelle metoder."
Så er det alternativer til dyreforsøk? Det korte svaret er ja - og nei. Selv om vi har flere alternativer, for nå er de ikke sofistikerte nok til å utrydde dyreforsøk. Avgjørende kan imidlertid redusere antall dyr vi bruker i forskning. Og med nye forskrifter, og stadig smartere alternativer, kan vi i det minste være håpefulle at antall dyr i fremtiden fortsetter å synke.
