Επιστήμη & ΑΙ βάζουν τέλος στα πειράματα σε ζώα

Αν και κατά το παρελθόν οι έρευνες σε πρωτεύοντα συνέβαλλαν τα μέγιστα στην πρόοδο της ιατρικής, οι νέες τεχνολογίες που έρχονται στο προσκήνιο, μπορούν να φέρουν καινοτόμες λύσεις για την υγεία και να απελευθερώσουν τα ζώα από τα οδυνηρά εργαστηριακά δεσμά των προηγούμενων αιώνων.

Ινσουλίνη, στατίνες, αντιβιοτικά: Αυτές και πολλές ακόμη ευρέως διαδεδομένες σήμερα θεραπείες για τον διαβήτη, διάφορες μορφές καρδιακών παθήσεων, ακόμα και για τον καρκίνο, προέρχονται από μελέτες σε ζώα, πάνω στις οποίες η σύγχρονη ιατρική βασίζει τις γνώσεις της για την ανθρώπινη υγεία και φυσιολογία. Μόνο τα τελευταία χρόνια, μελέτες σε εργαστηριακά ζώα κατέστησαν δυνατή την ταχύτατη ανάπτυξη εμβολίων mRNA και ιικών φορέων για την COVID-19.

Εντούτοις, παρόλο που από τα εμβόλια μέχρι τα φάρμακα, τα πειράματα σε ζώα έχουν σώσει εκατομμύρια ζωές, δεν παύουν να πυροδοτούν εδώ και δεκαετίες έντονες ηθικές και επιστημονικές συζητήσεις, αποτελώντας έναν επώδυνο συμβιβασμό στο όνομα της βιοϊατρικής προόδου, λόγω ελλείψεως εναλλακτικών. Καταπώς φαίνεται όμως, οι νέες εξελίξεις στην ιατρική, την τεχνητή νοημοσύνη και τη βιοτεχνολογία, ίσως σύντομα βγάλουν τα ζώα από τα εργαστήρια και βάλουν ένα τέλος στα πειράματα σε αυτά.

Γιατί κάνουμε πειράματα σε ζώα;

Από ποντίκια και κουνέλια, μέχρι πιθήκους και γουρούνια, τα πρώτα ζωάκια με τα οποία «συμβιώσαμε» στα σπίτια και τις φάρμες μας, αποτέλεσαν και τη βάση της σύγχρονης ιατρικής έρευνας. Και αυτό διότι, παρόλο που υπάρχουν σημαντικές διαφορές, οι βιολογικές και φυσιολογικές ομοιότητες μεταξύ ανθρώπων και ζώων είναι απίστευτες.

Παραδείγματος χάρη, μοιραζόμαστε το 98% του ανθρώπινου DNA μας με τα ποντίκια. Αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίο πολλά ζώα υποφέρουν από ασθένειες παρόμοιες με τις ανθρώπινες – όπως καρκίνο, καρδιαγγειακές παθήσεις, επιληψία και διαβήτη μεταξύ άλλων. Λόγω των ομοιοτήτων μας, λοιπόν, και με άλλους εκπροσώπους του ζωικού βασιλείου, πολλές από τις φαρμακευτικές και θεραπευτικές ανακαλύψεις της ιατρικής, αλλά και της κτηνιατρικής, οι οποίες σήμερα σώζουν ζωές, απλώς δεν θα ήταν δυνατές χωρίς την έρευνα σε ζώα. Το εμβόλιο κατά της πολιομυελίτιδας, η ανάπτυξη των μεταμοσχεύσεων, η βαθιά εγκεφαλική διέγερση για τη νόσο του Πάρκινσον, έσωσαν ή βελτίωσαν τη ζωή εκατομμυρίων ανθρώπων παγκοσμίως ως αποτέλεσμα πειραμάτων σε ζώα.

Ωστόσο, ακόμη και με τους στενότερους γενετικούς συγγενείς μας, η διαφορά της τάξης του 2% στο DNA μπορεί να έχει τεράστιες επιπτώσεις στον τρόπο με τον οποίο ένα ανοσοποιητικό σύστημα αντιδρά σε έναν ιό ή το συκώτι επεξεργάζεται μια τοξίνη. Παρόλο, λοιπόν, που οι έρευνες σε πρωτεύοντα συνέβαλλαν τα μέγιστα στην πρόοδο της ιατρικής, οι νέες τεχνολογίες που έρχονται στο προσκήνιο, μπορούν να φέρουν καινοτόμες λύσεις και να απελευθερώσουν τα ζώα από τα οδυνηρά εργαστηριακά δεσμά των προηγούμενων αιώνων.

Οι Μεθοδολογίες Νέας Προσέγγισης που θα σώσουν τις ζωές και τα ζώα μας

Στο πλαίσιο αυτό, οι μεγαλύτεροι οργανισμοί τροφίμων και φαρμάκων παγκοσμίως^1,, μεταξύ των οποίων και ο Ευρωπαϊκός², σχεδιάζουν την επόμενη μέρα για την επιστημονική κοινότητα, στρέφοντας την έρευνα προς «Μεθοδολογίες Νέας Προσέγγισης» (New Approach Methodologies – NAMs).

Με αιχμή του δόρατος την τεχνολογία, δύο από αυτές τις μεθοδολογίες προσεγγίζουν την ανθρώπινη βιολογία ως ένα σύστημα που μπορεί να προγραμματιστεί.

#1 Όργανα σε Τσιπ

Μια ερευνητική ομάδα από το Ινστιτούτου Wyss του Πανεπιστημίου Harvard, προσάρμοσε τις μεθόδους κατασκευής μικροτσίπ υπολογιστών προκειμένου να δημιουργήσει «Όργανα σε Τσιπ», δηλαδή μικροσκοπικές συσκευές που μιμούνται τις σύνθετες δομές και τις λειτουργίες ζωντανών ανθρώπινων οργάνων!

Οι εν λόγω μικροσυσκευές αποτελούνται από ένα διαυγές, εύκαμπτο πολυμερές, περίπου στο μέγεθος ενός USB memory stick, το οποίο περιέχει απειροελάχιστα κανάλια με ζωντανά, ανθρώπινα κύτταρα οργάνων και αιμοφόρων αγγείων, διατεταγμένα ώστε να μιμούνται την αρχιτεκτονική ενός ανθρώπινου πνεύμονα, ήπατος ή καρδιάς. Ως αποτέλεσμα, τα τσιπ αυτά αναπνέουν και πάλλονται! Παραδείγματος χάρη, ένας «πνεύμονας σε τσιπ» μπορεί να τεντώνεται και να συστέλλεται ώστε να προσομοιώσει την αναπνοή.

Επειδή χρησιμοποιούν πραγματικά ανθρώπινα κύτταρα, τα πρωτοποριακά αυτά τσιπ, τα οποία σήμερα χρησιμοποιούνται από πολλές φαρμακευτικές εταιρείες για τη διεξαγωγή ερευνών, μπορούν να προβλέψουν ανθρώπινες τοξικολογικές αντιδράσεις με τόση ακρίβεια που το σώμα ενός ζωντανού πιθήκου δεν μπορεί να πετύχει. Ανοίγουν, λοιπόν, ένα «παράθυρο» στις εσωτερικές λειτουργίες των ανθρώπινων οργάνων και προδιαγράφουν τις επιπτώσεις που μπορούν να έχουν τα φάρμακα σε αυτά, χωρίς να εμπλέκονται άνθρωποι ή ζώα.

#2 Ψηφιακά Δίδυμα, AI & Predictive Modeling

Τα Ψηφιακά Δίδυμα αποτελούν δυναμικά, μαθηματικά αντίγραφα διαφόρων ειδών συστημάτων. Σε ό,τι αφορά ειδικότερα τη βιολογία, πρόκειται για υψηλής πιστότητας προσομοιώσεις του ανθρωπίνου σώματος που συνδυάζουν το συγκεκριμένο γενετικό σχέδιο ενός ασθενούς με δεδομένα υγείας σε πραγματικό χρόνο. Ως αποτέλεσμα, οι ερευνητές και οι ερευνήτριες έχουν στη διάθεσή τους έναν εικονικό οργανισμό, ο οποίος αναπνέει, γερνάει και αντιδρά ακριβώς όπως ένας ζωντανός άνθρωπος.

Έτσι, ενώ παραδείγματος χάρη δεν μπορούν να δοκιμάσουν 1.000 διαφορετικές δοσολογίες φαρμάκων σε έναν μόνο ποντικό, είναι σε θέση να εκτελέσουν 1.000.000 προσομοιώσεις στο Ψηφιακό Δίδυμό του, προκειμένου να καταλήξουν άμεσα –και αναίμακτα– στη βέλτιστη δοσολογία ανάλογα με το προφίλ ενός ασθενούς, πριν καν παρασκευαστεί ένα φάρμακο.

Στο πλαίσιο αυτό, αν το Ψηφιακό Δίδυμο παρέχει στην ερευνητική κοινότητα το εικονικό σώμα που τόσο έχει ανάγκη, η Τεχνητή Νοημοσύνη και ειδικότερα το πεδίο της Προγνωστικής Μοντελοποίησης (Predictive Modeling) την εξοπλίζει με ένα ισχυρό εργαλείο προκειμένου να μελετήσει εκατομμύρια χημικές ενώσεις για να εντοπίσει ποιες μπορεί να είναι κατάλληλες και ποιες τοξικές για τα ανθρώπινα κύτταρα. Μαθαίνοντας από δεκαετίες προηγούμενων, συνήθως αποτυχημένων, πειραμάτων, η Τεχνητή Νοημοσύνη δύναται να εντοπίζει πρότυπα τοξικότητας που το ανθρώπινο μάτι —και οι παραδοσιακές δοκιμές σε ζώα— συχνά παραβλέπουν.

Το τέλος των δικαιολογιών

Οι «Μεθοδολογίες Νέας Προσέγγισης» κερδίζουν ολοένα και περισσότερο έδαφος, και κυβερνήσεις όπως αυτές των ΗΠΑ και του Ηνωμένου Βασιλείου έχουν ήδη ανακοινώσει τα προκαταρκτικά σχέδιά τους προκειμένου τα πειράματα σε ζώα να καταργηθούν ολοκληρωτικά τα επόμενα χρόνια.

Καθώς, λοιπόν, η τεχνητή νοημοσύνη και τεχνολογίες όπως τα όργανα σε τσιπ βελτιώνονται και γίνονται ευρέως διαθέσιμες στα ερευνητικά εργαστήρια, σύντομα δεν θα υπάρχει δικαιολογία για συμβιβασμούς στο όνομα της βιοϊατρικής προόδου, λόγω ελλείψεως εναλλακτικών. Δεδομένου ότι είμαστε πια σε θέση να αντικαταστήσουμε τους ζωντανούς οργανισμούς με προσομοιώσεις, ήρθε η ώρα να βγάλουμε τα ζώα από τα εργαστήρια και να βάλουμε ένα τέλος στα πειράματα που γίνονται πάνω τους.

¹New approach methodologies (NAMs): identifying and overcoming hurdles to accelerated adoption

²Regulatory acceptance of new approach methodologies (NAMs) to reduce animal use testing