Nuno H. Franco

1 IBMC - Institutul de biologie moleculară și celulară (Laboratory Animal Science Group), Universitatea din Porto, Porto, Portugalia,

definirea

Margarida Correia-Neves

2 Institutul de Cercetări în Științele Vieții și Sănătății (ICVS), Școala de Științe ale Sănătății, Universitatea din Minho, Braga, Portugalia,

3 ICVS/3B’s - PT Government Associate Laboratory, Braga/Guimarães, Portugalia,

I. Anna S. Olsson

1 IBMC - Institutul de biologie moleculară și celulară (Laboratory Animal Science Group), Universitatea din Porto, Porto, Portugalia,

Cercetările privind infecția cronică se bazează în mare măsură pe utilizarea animalelor, deoarece doar corpul animal integral poate modela aspectul complet al unei infecții. Faptul că animalele sunt dezvoltate în general pentru a dezvolta o boală în studiile de infecție agravează tensiunea dintre beneficiile umane și bunăstarea animalelor, care caracterizează toate cercetările biomedicale efectuate pe animale. Oamenii de știință justifică în mod obișnuit cercetarea pe animale cu referire la potențialele beneficii umane, dar dacă acceptăm presupunerea că beneficiile umane pot compensa suferința animalelor, trebuie totuși argumentat că aceleași beneficii nu ar putea fi obținute cu efecte mai puțin negative asupra bunăstării animalelor. Reducerea problemelor de bunăstare a animalelor asociate cercetării („rafinament” [1]) este, prin urmare, crucială pentru a face cercetarea pe animale mai puțin o problemă etică și pentru a asigura încrederea publicului în cercetare.

Studiile care sunt concepute pentru a măsura timpul de deces sau procentele de supraviețuire prezintă o situație deosebit de dificilă în care cel puțin unele dintre animale sunt puse să moară de boală. Aceste studii sunt frecvente în cercetările experimentale privind infecțiile severe. Comunitatea științifică, industria și autoritățile de reglementare au răspuns la preocupările etice legate de studiile în care animalele mor de boli severe, dezvoltând noi politici și orientări pentru punerea în aplicare a obiectivelor umane ca măsură cheie de rafinament (de exemplu, [2] - [4 ]). Cea mai utilizată definiție consideră că un punct final uman este cel mai devreme indicator într-un experiment pe animale de durere severă, suferință severă, suferință sau moarte iminentă [5], subliniind că ideal acești indicatori ar trebui identificați înainte de apariția celor mai severe efecte.

Eutanasierea animalelor, mai degrabă decât așteptarea morții lor „spontane”, este importantă pentru a evita suferința inutilă în studiile în care se consideră că datele despre supraviețuire sunt necesare din motive științifice sau juridice. Cu toate acestea, rămân deschise mai multe întrebări cu privire la modul în care obiectivele umane trebuie aplicate pentru a aborda problemele reale de bunăstare a animalelor. Am folosit experimente TBC la șoareci ca studiu de caz pentru a evidenția potențialul de a stabili biomarkeri ai progresului bolii care pot înlocui timpul de supraviețuire ca măsură a severității bolii.

Humane Endpoints Applied to Murine TB Experiments - State of the Arts

Obiectivele de aproape moarte sunt cu adevărat umane?

Potențialul de rafinare științifică a obiectivelor în studiile privind infecția cronică - TB murină ca studiu de caz

Ne concentrăm aici pe modelele de șoareci pentru TBC ca studiu de caz pentru a discuta despre potențialul de rafinare a obiectivelor atât din punct de vedere al bunăstării animalelor, cât și din punct de vedere științific. TBC este un reprezentant al cercetării infecțiilor cronice în care, de obicei, animalele adulte au fost studiate în experimente care durează câteva săptămâni. Durata lungă înseamnă un potențial mai mare-precum și un motiv mai puternic de bunăstare a animalelor-pentru dezvoltarea unor obiective timpurii mai rafinate decât în ​​infecțiile de natură mai acută. Șoarecii infectați experimental cu M. tuberculosis dezvoltă TBC ca o boală progresivă. Deși tulpinile de șoarece variază în ceea ce privește susceptibilitatea lor la infecție [7], toți șoarecii cedează în cele din urmă la TB experimentală [8], [9] și mor înainte de durata medie de viață naturală dacă nu se iau măsuri pentru tratarea lor. Chiar și șoarecii C57BL/6 mai rezistenți la TB au un timp de supraviețuire mediu mai mic de 300 de zile [8], în timp ce animalele neinfectate trăiesc peste 800 de zile [10], indiferent de numărul de bacterii viabile cu care sunt infectați.

Timpul până la moarte, când animalele sunt găsite moarte în cușcă, este o măsură de rezultat frecvent utilizată în studiile experimentale de TB. Dintre studiile publicate în 2009, 31% (25 din 80) au folosit moartea (18 din 25) sau stadiul moribund (7 din 25) ca puncte finale. De observat și cu siguranță ca o consecință a conștientizării problemelor de bunăstare a animalelor, un număr din ce în ce mai mare de studii definesc moartea ca fiind momentul în care animalele moribunde sunt eutanasiate, mai degrabă decât momentul în care sunt găsite moarte. Această abordare îmbunătățește precizia științifică atât prin faptul că se cunoaște momentul exact al morții, cât și prin faptul că probele biologice pot fi colectate imediat post-mortem. Valoarea informativă a timpului până la moarte pentru înțelegerea fiziopatologiei bolii este, totuși, limitată de faptul că cauza efectivă a morții poate varia între animale: șoarecii infectați cu M. tuberculosis pot muri din diferite patologii pulmonare ca răspuns la infecția experimentală [8] ., [11] - [13], precum și din cauze legate numai indirect de infecții precum sepsis [14], foamea sau deshidratarea [15].

În timp ce eutanasierea animalelor moribunde este o îmbunătățire în comparație cu utilizarea morții ca obiectiv final, așa cum am susținut mai sus, este încă o măsură destul de ineficientă pentru a proteja bunăstarea animalelor. Cu toate acestea, în absența unor predictori validați ai morții, acest lucru ar putea fi în prezent cel mai bun cercetător pe care îl pot face dacă trebuie să stabilească dacă animalele au ajuns într-o stare din care se vor deteriora și vor muri sau ar putea să-și revină. Identificarea punctului de cotitură către boala terminală, cu o mai bună înțelegere a factorilor subiacenți ai gazdei și a agenților patogeni care conduc la această etapă, poate oferi măsuri finale care reflectă în mod fiabil progresia bolii. Prin urmare, ar trebui încurajate cercetările privind predictorii timpurii ai unui stadiu terminal al bolii (uneori denumiți „puncte finale surogate” [16]), moment în care datele relevante din punct de vedere științific pot fi obținute înainte ca animalele să atingă niveluri pronunțate de suferință.

Protocoalele umane de punct final se bazează de obicei pe o combinație de semne clinice; cu toate acestea, uneori sunt incluși parametri măsurabili obiectiv și numeric [17]. Între acestea, procentul pierderii în greutate corporală este cel mai frecvent utilizat ca parametru de tăiere pentru eutanasie în studiile experimentale de TB la șoareci, deoarece poate fi folosit ca o măsură obiectivă a morbidității legate de infecție în acest model animal (de exemplu, [18]). În timp ce șoarecii neinfectați tind să mențină sau să crească greutatea corporală, șoarecii infectați și netratați încep să slăbească din cauza bolii active, într-o manieră ireversibilă și destul de liniară [19], [20] - [23]. O corelație consecventă între pierderea în greutate și supraviețuire a fost raportată în mod specific pentru animalele încrucișate derivate de la șoareci A/Sn și I/St [23] - [25], ceea ce a determinat Nikonenko și colegii săi [25] să propună că eficacitatea medicamentului poate fi evaluată prin evaluarea sistematică a modificărilor greutății corporale la TB rapid progresivă la șoareci C3H, o tulpină imunocompetentă, dar susceptibilă la TB.

Deși acest parametru este în sine cantitativ și măsurabil obiectiv, definiția valorilor la limita superioară pentru eutanasie este potențial subiectivă, cu excepția cazului în care a fost validată anterior în raport cu datele privind progresul și supraviețuirea bolii. Pierderile în greutate ale pragului variază considerabil între studii, variind de la 15% din greutatea pre-infecție [26] sau din greutatea medie a șoarecilor martor [27] până la 20% [28], 25% [29] sau chiar 30% mai severă pierderea în greutate [30], fără nicio justificare științifică pentru alegerea diferitelor puncte limită în diferite studii.

Respectarea standardelor etice printr-o abordare bazată pe știință a obiectivelor finale

Este lăudabil faptul că cercetătorii, instituțiile, publicul și autoritățile sunt mai conștienți de necesitatea de a stabili orientări și reguli etice în cercetarea animalelor pentru a minimiza suferința. În acest scop, eutanasierea este în prezent în mod obișnuit stabilită în majoritatea facilităților pentru animale atunci când animalele ating niveluri de suferință considerate dincolo de un prag „acceptabil” [44]. Cu toate acestea, există mai multe probleme cu o astfel de practică impusă cercetării de la entități externe. În primul rând, nivelul considerat acceptabil trebuie să fie oarecum arbitrar, în funcție de factori precum orientările instituției de cercetare și opiniile medicului veterinar desemnat, ofițerului pentru bunăstarea animalelor și a membrilor comitetului de etică. În al doilea rând, din punct de vedere științific, este crucial să ne asigurăm că obiectivele experimentale nu sunt compromise de pierderea datelor experimentale din cauza deceselor neașteptate sau a eutanasiei obligatorii. Prin urmare, stabilirea unor obiective anterioare ar trebui să fie în mod ideal centrată pe cel mai timpuriu punct de timp, permițând colectarea de informații științifice adecvate și material biologic valoros, mai degrabă decât pe criterii axate pe bunăstare.

După cum sa discutat mai sus, în multe cazuri vor fi necesare cercetări suplimentare pentru a stabili corespondența semnelor clinice timpurii și a rezultatului final al bolii. Acest lucru necesită un nou tip de cercetare de rafinament, în care măsurile de reducere a problemelor de bunăstare a animalelor sunt dezvoltate special pentru diferitele domenii de cercetare și în strânsă colaborare între specialiștii în laborator și cercetătorii care utilizează modele animale. Unele astfel de inițiative au apărut la nivel național (de exemplu, Centrul Național pentru 3R din Regatul Unit), dar finanțarea internațională majoră este, din păcate, limitată fie la cercetarea biomedicală propriu-zisă, fie la metode alternative de înlocuire a experimentelor pe animale, excluzând astfel studiile pe cum se rafinează utilizarea efectivă a animalelor.

Obiectivele surogate în adevăratul sens constituie un rafinament crucial al studiilor în care se presupune că este necesară o măsură sigură a letalității, în special atunci când aceste studii sunt pe termen lung. Subliniem, totuși, colectarea de date informative în faze mai puțin severe ca abordare ideală pentru cercetarea de bază și aplicată, permițând o justificare bazată pe știință, mai degrabă decât centrată pe bunăstare, pentru încheierea unor astfel de experimente.

În ceea ce privește eutanasia intervențională, deși este necesară în prezent pentru a evita suferința suplimentară a animalelor care suferă de dureri inacceptabil de severe sau alte suferințe, trebuie subliniat că această intervenție ar trebui să fie mai mult o excepție decât regula și că studiile ar trebui să fie planificate astfel încât intervențiile sunt inutile.

Concluzie