¿Son innecesarios los experimentos con animales para los estudios toxicológicos?

He escuchado de activistas por los derechos de los animales que los experimentos con animales no son necesarios porque podemos obtener los mismos o mejores resultados de los experimentos de cultivo celular.

Un ejemplo de esa afirmación es este extracto de un comentario en un blog:

2) Según el ex ejecutivo científico de Huntingdon Life Sciences, las pruebas en animales y los resultados en humanos concuerdan "5% -25% del tiempo".

3) Entre los cientos de técnicas disponibles en lugar de experimentos con animales, los métodos de toxicología de cultivo celular brindan tasas de precisión del 80-85 %.

Publicado en la sección de comentarios sobre Insolencia respetuosa

No quiero centrarme en las cifras exactas que se dan aquí, sino en el tema general de las pruebas de toxicología con animales y cultivos celulares. Determinar la seguridad de nuevos compuestos químicos, medicamentos, etc. es un uso importante de los experimentos con animales, centraré mi pregunta en estos estudios toxicológicos.

¿Pueden los métodos de cultivo celular reemplazar efectivamente los experimentos con animales para los estudios toxicológicos?

Creo que debería añadirse "toxicología" al título.
Por lo menos, ciertamente no habríamos aprendido tanto sobre etología (comportamiento animal) sin mantener al menos ALGUNOS animales en cautiverio... 'Estudiar' no necesariamente equivale a 'ser cruel con'.
Como esta es solo mi opinión como químico ambiental, no la incluiré como respuesta. La toxicología del cultivo celular es definitivamente una herramienta valiosa para determinar algunos aspectos de la toxicología, pero en mi opinión no puede reemplazar los experimentos con animales para el "panorama completo", por así decirlo. Algunas pruebas con animales se pueden aplicar mejor a la fisiología humana que otras, eso es cierto. Pero el punto central de los toxicólogos no es solo lo que es tóxico para nosotros como humanos. También es una cuestión de qué es tóxico en el medio ambiente para otros animales, y los animales de prueba que usamos son buenos "representantes".
Algunas pruebas requieren animales vivos. Por ejemplo, pruebas sobre animación suspendida
para otras especies que son particularmente vulnerables en el medio ambiente. Daphnia magna, Danio rerio, etc. Todos estos son animales bien estudiados en toxicología (solo por nombrar dos), cuya fisiología es bien conocida y entendida. Actualmente estoy probando nanomateriales (ZnO, Ag y CNT) y sus efectos toxicológicos en Daphnia; hay TANTO que no entendemos acerca de cómo estos nuevos materiales pueden afectar a los organismos en el medio ambiente y, en última instancia, a nosotros.
¿Las cifras de 5-25% y 80-85% miden lo mismo? Es difícil saberlo por el comentario del blog.
¿Se hace referencia aquí al tipo específico de investigación? En el desarrollo de medicamentos veterinarios, obviamente se necesitan experimentos con animales. En los ensayos médicos, dependería de la calidad del modelo animal disponible, por ejemplo, no tenemos un modelo animal muy bueno para probar nuevos antidepresivos, por lo que sería discutible, pero en algunas otras áreas, tenemos modelos animales confiables (piense en Harvard Oncomice) que han arrojado información crítica. Y con productos químicos como DCA, se observan diferentes resultados in vitro, in vivo, en animales y en ensayos en humanos, haciendo que cada paso sea necesario para determinar la toxicidad.
He hecho más explícito que quiero restringir la pregunta a los estudios toxicológicos como los que se requieren para la aprobación de medicamentos.
El problema sigue siendo que los productos farmacéuticos terminan en nuestras aguas; sean o no el compuesto original o un metabolito que hemos excretado. Desafortunadamente, los estudios de drogas a menudo no toman en cuenta qué porcentaje de la droga termina en el medio ambiente.
@Darwy No estoy seguro de cómo trabajar una consideración de impacto ambiental en el curso de un ensayo clínico que ya cuesta en el rango de + 100 millones. Especialmente dada la gran cantidad de variables en el trabajo, que variaría con cada fármaco individual, prevalencia de uso, problemas de filtración de agua y procesamiento de aguas residuales geográficamente localizados, vida silvestre autóctona, etc. Creo que plantea un buen punto, y el impacto ambiental es un campo de estudio relevante, pero probablemente debería ser su propia pregunta aquí.
@Monkey Una vez más, me referiré a la nanotecnología: ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2695593 Están usando nanomateriales en un ensayo clínico para quimioterapia; es muy prometedor para tratar el cáncer; pero es un grande?? en cuanto a lo que va a pasar con los CNT después de que hayan eliminado la célula cancerosa. No es solo una consideración ambiental (suponiendo que los CNT se excretan), los CNT todavía están en el cuerpo, ¿qué le hacen al hígado? ¿A los riñones? ¿Causarán problemas linfáticos? ¿Artritis? Un experimento in vitro no puede responderlo todo.
@Darwy, tienes un gran punto, y la no tecnología para la quimioterapia es particularmente relevante. Sin embargo, es casi un caso singular, es una nueva línea de terapia (que funciona como nunca antes) y que definitivamente requiere un estudio riguroso que evalúe la totalidad de su impacto, ya que obviamente se desconoce en este momento. Simplemente estaba diciendo que sería difícil y posiblemente redundante aplicar esa línea de razonamiento a otras drogas, como los nuevos antibióticos macrólidos, analgésicos derivados de opiáceos o cosas cuya biomecánica ya entendemos. .
@Darwy, estoy seguro de que sabe que en los años 70, cualquiera que usara métodos de ingeniería genética para investigar el ADN humano tenía que usar un laboratorio P4 (el mismo que se usó para el Ébola Zaire). Eso se debe a que la tecnología era nueva y no establecida, por lo que las precauciones eran razonable. Hoy en día, puede ejecutar una PCR en casi cualquier lugar. Nano puede seguir esta misma ruta (especialmente porque la Daphnia en la que la está estudiando duplica los genes a una tasa 3 veces mayor que la normal y representa su propia anomalía), es posible que no lo haga. Tiene razón al insistir en la cautela, simplemente no creo que debamos extrapolar esa misma lógica a todos los productos en las pruebas.
@Monkey Estoy de acuerdo contigo con respecto a los opiáceos, pero no a los macrólidos debido a su tendencia a inhibir el sistema del citocromo P450.
@Darwy. Tengo la sensación de que podríamos seguir con esto durante bastante tiempo, pero creo que nos hemos metido en detalles que ya no están exactamente en el tema. Quiero decir que a la mayoría de la gente probablemente no le importen comentarios tan específicos. Sigan con el buen trabajo. Parece que sabes lo que haces. Salud.
Jeje, con toda honestidad, la toxicidad celular no es mi fuerte. Corrí gritando como una niña pequeña de bioquímica lo más posible. Tiendo a concentrarme mucho más en los aspectos ambientales de las cosas, pero por supuesto, no puedes ignorar uno a favor del otro.
@Darwy: De acuerdo :)
Un cultivo celular no es un organismo completo, por lo tanto, los estudios sobre ellos no reflejan los efectos de una sustancia en un organismo completo. Lógicamente, por lo tanto, no pueden reemplazar el estudio de un organismo completo al menos para algunos propósitos.

Respuestas (2)

Ok, ahora con la pregunta editada voy a opinar.

No. Los métodos de cultivo celular no pueden reemplazar de manera efectiva los experimentos con animales para los estudios toxicológicos.

Si bien hará algunos avances en toxicología, en particular ayudando a garantizar que los productos sean más seguros cuando lleguen al mercado, todavía no brinda una "imagen completa" de la vida útil de un compuesto. Hacen maravillas con los compuestos xenbióticos a nivel celular y genético, pero no pueden abarcar todos los aspectos del cuadro toxicológico.

Consideremos la prueba de toxicidad in vitro para el ibuprofeno.

Se han realizado estudios in vitro sobre: ​​Toxicidad de la bilirrubina. (http://journals.lww.com/pedresearch/Fulltext/2009/04000/Ibuprofen_Augments_Bilirubin_Toxicity_in_Rat.6.aspx)

Se han realizado otros estudios citotóxicos con trucha arcoíris y cultivos celulares:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/tox.20410/abstract

¿Este compuesto se bioacumula? ¿Está biomagnificado? Estas preguntas no se pueden responder a través de un estudio celular.

¿Este compuesto produce metabolitos? (¡sí!) - ¿Cuál es el proceso de degradación por parte del organismo? ¿Cómo se excretan los compuestos del organismo? ¿Este compuesto se almacena en la grasa? ¿Los metabolitos se almacenan en la grasa?

Si tiene curiosidad acerca de los metabolitos del ibuprofeno en el agua, aquí hay un ejemplo: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15212901

Una sola matriz de cultivo celular no puede responder a todas las preguntas pertinentes. Nos da una excelente imagen de las alteraciones celulares, los impactos genéticos y demás, pero no puede compensar toda la fisiología de un sujeto de prueba.

Su cita solo se aplica a la toxicología, pero supregunta general nola pregunta original no lo era. Así que elegiré la parte restante.

Lamentablemente, los experimentos con animales son (todavía) necesarios. La mayor parte de la investigación fundamental actual se lleva a cabo en animales y en el tiempo previsible seguirá siendo así.

Los cultivos celulares y los modelos matemáticos son completamente inadecuados en la mayoría de las investigaciones fundamentales, ya que no sabemos qué modelar. Solo considere la embriología que estudia los procesos de desarrollo que conducen a un animal adulto. Comprender estos procesos es fundamental para nuestra comprensión general de la biología y, en consecuencia, de la medicina futura.

Desafortunadamente, una gran parte de esta investigación consiste en cartografiar la embriología cortando embriones de ratón para tomar muestras de tejido (p. ej ., atlas de ratón ).

Esto es cierto básicamente para todas las investigaciones biológicas y clínicas. Daré dos ejemplos para ilustrar esto.

  • La diabetes mellitus es hoy una de las enfermedades más prevalentes, una epidemia y una de las principales causas de muerte en el mundo desarrollado ( fuente: CDC ). Se investiga mucho para comprenderlo, y la mayor parte de esta investigación utiliza modelos animales, más precisamente, modelos de ratón (ejemplos: 1 , 2 , 3 , …).

  • El desarrollo muscular está regulado por una gran cantidad de proteínas. Uno de ellos es la miostatina . La investigación de esta proteína podría conducir a curas para la atrofia muscular que, en última instancia, es la causa de la muerte de varias enfermedades, como la DMD, la distrofia muscular de Duchenne .

La información obtenida a través de estos experimentos no se puede replicar de otra manera . De hecho, existe un gran incentivo para que la industria y los gobiernos utilicen cultivos celulares o modelos en su lugar, porque son mucho más baratos que experimentar con animales vivos. Los intereses de la industria y los intereses de los derechos de los animales se alinean perfectamente en este sentido, por lo que podemos estar bastante seguros de que la industria y la investigación pública están haciendo todo lo posible para reemplazar los experimentos con animales por otros métodos.

Hola Konrad, por favor haz referencia a tu respuesta. ¡Gracias! :-)
Creo que la pregunta no es realmente sobre el valor de los experimentos con animales para la investigación fundamental, sino sobre el valor de los experimentos con animales para las pruebas farmacológicas. ¿Podría agregar algo sobre el tema de las pruebas de toxicología?
¿Por qué el doble negativo en "no innecesario"?
@dbkk Porque estoy negando directamente la pregunta, que se hizo después de "innecesario".
@Sklivvz Eso es complicado: lo anterior es la suposición subyacente de la biología moderna, podría citar cualquier cantidad de libros de texto sobre biología y medicina, pero la mayoría en realidad no menciona esto explícitamente (que yo sepa), solo mencionan los resultados del estudio con los resultados relevantes, y estos estudios invariablemente utilizan pruebas en animales. Prefiero citar la investigación que se basa en estos métodos, que he hecho, "Ratón atlas".
@Christian Realmente prefiero no hacerlo. El tema de la toxicología es realmente confuso ( theskepticsguide.org/archive/podcastinfo.aspx?mid=1&pid=290 ). No me siento lo suficientemente competente para comentar. Además, como señalé explícitamente en mi respuesta, la pregunta original no se refería exclusivamente a la investigación en toxicología.
@Sklivvz Hice una reescritura. ¿Mejor?
¿Son innecesarios los experimentos con animales para los estudios toxicológicos?
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