La Ley de Modernización 2.0 de la FDA, firmada a fines del año pasado en los Estados Unidos, permite a los fabricantes de medicamentos recopilar datos iniciales sobre seguridad y eficacia utilizando nuevas herramientas de alta tecnología, que algún día podrían reemplazar a los animales de laboratorio. El artículo del New York Times
En 1937, una compañía farmacéutica estadounidense introdujo un nuevo elixir para el tratamiento de la faringitis estreptocócica, lo que sin querer causó un desastre de salud pública. El producto, que no había sido probado en humanos ni en animales, contenía un solvente que resultó ser tóxico. Murieron más de 100 personas.
Al año siguiente, el Congreso aprobó la Ley Federal de Seguridad de Alimentos, Medicamentos y Cosméticos, que requería que las compañías farmacéuticas presentaran datos de seguridad a la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE. UU. antes de vender nuevos medicamentos, lo que ayudó a marcar el comienzo de la era de las pruebas de toxicidad en animales.
Ahora podría comenzar un nuevo capítulo en el desarrollo de fármacos. La Ley de Modernización 2.0 de la FDA, firmada a fines del año pasado, permite a los fabricantes de medicamentos recopilar datos iniciales de seguridad y eficacia utilizando nuevas herramientas de alta tecnología, como órganos creados con bioingeniería, órganos en chips e incluso modelos de computadora, en lugar de animales vivos. El Congreso también ha asignado $5 millones a la FDA para acelerar el desarrollo de alternativas a las pruebas con animales.
Otras agencias y otros países están tomando medidas similares. En 2019, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos anunció que reduciría y eventualmente eliminaría las pruebas en mamíferos. En 2021, el Parlamento Europeo pidió un plan para eliminar gradualmente las pruebas con animales. escribe el New York Times .
Según los expertos, estas iniciativas fueron impulsadas por una serie de factores, incluida la evolución de la visión animal y el deseo de hacer que el desarrollo de fármacos sea más económico y rápido. Pero lo que finalmente los hace factibles es el desarrollo de alternativas sofisticadas a las pruebas con animales.
Todavía es pronto para estas tecnologías, muchas de las cuales aún deben perfeccionarse, estandarizarse y validarse antes de que puedan usarse de forma rutinaria en el desarrollo de fármacos. Incluso los defensores de estas alternativas reconocen que las pruebas con animales no van a desaparecer pronto.
Sin embargo, los expertos dicen que existe un interés creciente en los enfoques sin animales que podrían ayudar a acelerar el desarrollo de fármacos, mejorar los resultados de los pacientes y reducir la carga sobre los animales de laboratorio.
"Los animales son simplemente un sustituto para predecir lo que sucederá en los humanos", dijo Nicole Kleinstreuer, directora del Centro Interagencial del Programa Nacional de Toxicología para la Evaluación de Métodos Toxicológicos Alternativos.
"Si podemos llegar a un punto en el que realmente tengamos un modelo totalmente relevante para los humanos", agregó, "entonces ya no necesitamos la caja negra de los animales".
El comportamiento de los animales
Los grupos de derechos de los animales han estado presionando para reducir las pruebas con animales durante décadas y han encontrado audiencias cada vez más receptivas. En una encuesta de Gallup de 2022, el 43 % de los estadounidenses dijo que la experimentación médica con animales era "moralmente incorrecta", frente al 26 % en 2001.
La reducción de las pruebas con animales "afecta a tantas personas por muchas razones diferentes", dijo Elizabeth Baker, directora de políticas de investigación del Comité de Médicos por una Medicina Responsable, un grupo sin fines de lucro que aboga por alternativas a las pruebas con animales. "La ética animal es de hecho un factor importante".
Pero no es el único. La experimentación con animales requiere mucho tiempo, es costosa y es propensa a la escasez. El desarrollo de medicamentos, en particular, está plagado de fallas, y muchos medicamentos que parecen prometedores en animales no son efectivos en humanos. "No somos ratas de 150 libras", dijo el Dr. Thomas Hartung, director del Centro Johns Hopkins de Alternativas a las Pruebas con Animales.
Además, algunos tratamientos nuevos de vanguardia se basan en productos biológicos, como anticuerpos o fragmentos de ADN, que pueden tener objetivos específicos para los humanos.
“Hay mucha presión, no solo por razones éticas, sino también por razones económicas y para cerrar las brechas en términos de seguridad, para adaptarnos a cosas que son más modernas y humanamente relevantes”, dijo Hartung.
(El Dr. Hartung es el inventor de una patente de la Universidad Johns Hopkins sobre la producción de organoides cerebrales. Recibe regalías de la empresa que obtuvo la licencia de la tecnología y es consultor).
Valiente nueva biología
En los últimos años, los científicos han desarrollado formas más sofisticadas de replicar la fisiología humana en el laboratorio.
Aprendieron cómo persuadir a las células madre humanas para que se ensamblaran en un pequeño grupo tridimensional, conocido como organoide, que tiene algunas de las características básicas de un órgano humano específico, como un cerebro, un pulmón o un riñón.
Los científicos pueden utilizar estos miniórganos para estudiar la base de la enfermedad o probar tratamientos, incluso en pacientes individuales. En un estudio de 2016, los investigadores crearon miniórganos a partir de muestras de células de pacientes con fibrosis quística y luego usaron los organoides para predecir qué pacientes responderían a nuevos medicamentos.
Los científicos también están utilizando impresoras 3D para producir organoides a escala e imprimir tiras de otros tipos de tejido humano, como la piel.
Otro enfoque se basa en "órganos en un chip". Estos dispositivos, que tienen aproximadamente el tamaño de una batería AA, contienen pequeños canales que pueden recubrirse con diferentes tipos de células humanas. Los investigadores pueden bombear medicamentos a través de canales para simular cómo podrían viajar a través de una parte particular del cuerpo.
En un estudio reciente, la empresa de biotecnología de órganos en chip Emulate utilizó un hígado en chip para probar 27 medicamentos bien estudiados. Todos los medicamentos pasaron las pruebas iniciales en animales, pero luego se demostró que algunos eran tóxicos para el hígado en humanos. Los investigadores informaron en Communications Medicine en diciembre pasado que el hígado en chip pudo detectar hasta el 87 por ciento de los compuestos tóxicos.
Los investigadores también pueden vincular diferentes sistemas, vinculando un corazón en un chip con un pulmón en un chip y un hígado en un chip para estudiar cómo un fármaco podría afectar a todo el sistema interconectado. “Creo que este es el futuro”, dijo el Dr. Kleinstreuer.
Cálculo de compuestos
No todos los instrumentos nuevos requieren celdas reales. También existen modelos computacionales que pueden predecir si un compuesto con ciertas características químicas es probable que sea tóxico, cuánto llegará a los diferentes órganos y qué tan rápido se metabolizará.
Los modelos se pueden adaptar para representar diferentes tipos de pacientes. Por ejemplo, un desarrollador de fármacos podría probar si un fármaco que funciona en adultos jóvenes sería seguro y eficaz en adultos mayores, que a menudo tienen insuficiencia renal.
"Si puede identificar los problemas lo antes posible utilizando un modelo computacional, evitará tomar el camino equivocado con estos productos químicos", dijo Judith Madden, experta en pruebas químicas in silico o basadas en computadora en la Universidad John Moores de Liverpool. (El Dr. Madden también es editor en jefe de la revista Alternatives to Laboratory Animals).
Algunos de estos enfoques han existido durante años, pero los avances en tecnología informática e inteligencia artificial los están haciendo cada vez más poderosos y sofisticados, dijo Madden.
Las células virtuales también se han mostrado prometedoras. Por ejemplo, los investigadores pueden modelar células cardíacas humanas individuales usando "un conjunto de ecuaciones que describen todo lo que sucede en la célula", dijo Elisa Passini, gerente del programa de desarrollo de fármacos en el Centro Nacional para el Reemplazo, Refinamiento y Reducción de Animales en Investigación. (NC3Rs), en Gran Bretaña.
En un estudio de 2017, la Dra. Passini, entonces investigadora de la Universidad de Oxford, y sus colegas concluyeron que estas células digitales eran mejores que los modelos animales para predecir si docenas de medicamentos conocidos causarían problemas cardíacos en humanos.
Los científicos ahora están construyendo órganos virtuales completos, que podrían unirse en una especie de hombre virtual, agregó el Dr. Passini, aunque parte del trabajo aún se encuentra en una etapa inicial.
En el corto plazo, un animal de laboratorio virtual puede ser más factible, dijo Cathy Vickers, directora de innovación de NC3Rs, quien está trabajando con científicos y compañías farmacéuticas para desarrollar un modelo de perro digital que podría usarse para probar la toxicidad de los medicamentos.
“Todavía es muy difícil desarrollar un perro virtual”, dijo Vickers. “Pero se trata de desarrollar esta capacidad, de crear este impulso”.
Reducir o reemplazar
Según los expertos, muchas alternativas animales potenciales requerirán una mayor inversión y desarrollo antes de que puedan usarse a gran escala. También tienen limitaciones. Los modelos informáticos, por ejemplo, son tan buenos como los datos sobre los que se construyen, y hay más datos disponibles sobre algunos tipos de compuestos, células y resultados que sobre otros.
Por ahora, estos métodos alternativos son más adecuados para predecir resultados a corto plazo relativamente simples, como la toxicidad aguda, que los complicados a largo plazo, como la posibilidad de que una sustancia química aumente el riesgo de cáncer si se usa durante meses o años. , dijeron los científicos.
Los expertos no están de acuerdo sobre la medida en que estos enfoques alternativos podrían reemplazar los modelos animales. “Estamos trabajando absolutamente hacia un futuro en el que queremos poder reemplazarlos por completo”, dijo Kleinstreuer, aunque reconoció que podría llevar décadas, “si no siglos”.
Pero otros han dicho que estas tecnologías deben verse como un complemento y no como un reemplazo de las pruebas con animales. Los medicamentos que se muestran prometedores en organoides o modelos informáticos aún deben probarse en animales, dijo Matthew Bailey, presidente de la Asociación Nacional para la Investigación Biomédica, un grupo sin fines de lucro que aboga por el uso responsable de animales en la investigación.
"Los investigadores aún deben poder ver todo lo que sucede en un organismo mamífero complejo antes de poder pasar a los ensayos clínicos en humanos".
Sin embargo, incluso este enfoque más conservador podría tener beneficios, dijo Nicole zur Nieden, toxicóloga del desarrollo de la Universidad de California, Riverside, quien cree que el reemplazo total de las pruebas con animales no es realista.
En particular, según el experto, los nuevos enfoques podrían ayudar a los científicos a excluir un mayor número de compuestos ineficaces e inseguros antes de que lleguen a la experimentación con animales. Esto reduciría la cantidad de estudios con animales que los investigadores tienen que realizar y limitaría los productos químicos a los que están expuestos los animales de laboratorio, agregó: "Podremos reducir en gran medida el sufrimiento de los animales de laboratorio".
(Extracto de la revista de prensa extranjera de eprcomunicazione )
Esta es una traducción automática de una publicación publicada en StartMag en la URL https://www.startmag.it/sanita/la-tecnologia-potrebbe-sostituire-le-cavie-da-laboratorio/ el Sat, 18 Mar 2023 06:42:19 +0000.