Algoritmy biomedicíny namiesto pokusov na zvieratách
Opakovateľnosť je dôležitým meradlom kvality testovacieho modelu. To je prípad aj pokusov na zvieratách. Všeobecne sú uznávané ako zlatý štandard v biomedicíne. Tento status je však čoraz viac spochybňovaný novými technológiami. Vedci z Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health v Baltimore v Marylande porovnávali pokusy na zvieratách s algoritmami. A víťazom je: počítač.
Keď sa test opakoval, experimenty na zvieratách dokázali určiť na 81 percent, či je chemická látka toxická alebo nie. Počítačové algoritmy to dosiahli 87 percent času. Údaje sa týkajú deviatich najbežnejšie používaných testov chemickej bezpečnosti. Tvoria 57 percent experimentov na zvieratách v toxikológii na celom svete.
„Výsledky sú otvorené oči,“ hovorí Thomas Hartung. „Navrhujú, aby sme mohli nahradiť veľa pokusov na zvieratách počítačovými predikciami a získať spoľahlivejšie výsledky.“ Hartung a jeho kolegovia nedávno publikovali svoju prácu na túto tému v časopise Toxicological Sciences.
Skúšky chemickej bezpečnosti
Toxicita väčšiny chemikálií na európskom trhu nebola dlho známa. Za týmto účelom EÚ uviedla do platnosti v roku 2007 nariadenie „Reach“ (registrácia, autorizácia a obmedzenie chemických látok). Vyžadovalo od predajcov chemikálií, aby predložili testy bezpečnosti svojich výrobkov Európskej chemickej agentúre (ECHA). Mnoho spoločností sa uchýlilo k pokusom na zvieratách - hlavne preto, že boli povinné alebo pretože neexistovala zavedená alternatíva. Agentúra ECHA údaje zverejnila v obidvoch prípadoch.
Skupina Johns Hopkins použila tieto informácie na zostavenie databázy 10 000 chemických zlúčenín s toxikologickými údajmi založenými až na 800 000 rôznych testoch toxicity. Tie tvorili základ pre počítačový model. Táto technológia je založená na takzvanej metóde Read Across. Nové chemikálie sa porovnávajú so štruktúrami známych chemikálií. To je zvyčajne lacnejšie a rýchlejšie ako pokus na zvieratách. Ani pri počítačových modeloch však nie je všetko, čo sa blyští, zlato. Samotný Hartung poukazuje na to, že hodnotenie analogických modelov je všetko, len nie ľahké. Hovorca agentúry ECHA na druhej strane zdôrazňuje, že počítačové modely môžu dosiahnuť svoje limity, pokiaľ ide o zložité chemické účinky.
Pokusy na zvieratách poskytujú viac údajov
Najmä pokiaľ ide o otázku karcinogenity - inými slovami: potenciálu spôsobiť rakovinu - ako aj príslušnej toxicity pre deti alebo s ohľadom na poškodenie životného prostredia - porovnanie často nestačí na vyvodenie jednoznačných záverov. Podľa agentúry ECHA musia byť navyše známe štruktúry chemických látok, ktoré umožňujú použitie počítačových modelov. To je prípad maximálne dvoch tretín všetkých priemyselných chemikálií. Stále tiež nie je jasné, do akej miery môžu algoritmy do výpočtu zahrnúť nečistoty. So stovkami chemikálií sú za toxicitu zodpovedné nečistoty. Komplexné pokusy na zvieratách tu poskytli podstatne viac ďalších údajov.
Agentúre ECHA však táto stratégia pripadla zaujímavá. „Pokiaľ ide o podporu alternatív k pokusom na zvieratách s jednoduchou toxicitou, je táto iniciatíva vítaná,“ uviedol hovorca agentúry ECHA Mikko Väänänen. Je možné, že by sa mohli v európskom kontexte použiť legálne. Pri komplexnejších toxických účinkoch je však potrebné najskôr lepšie pochopiť, čo toxicitu spôsobuje. Hartung však poukazuje na slabiny pokusu na zvieratách. Je chybou, že zvierací model dokáže vždy správne predpovedať.
„Ako sa môžem dobre vyspať, keď viem, že zistím iba osemdesiat percent toxických účinkov?“ Pýta sa Hartung. Samozrejme, testovanie na zvieratách sa nedá jednoducho zrušiť. Ale ich vedecká kvalita je stále často preceňovaná. Zodpovedné orgány by preto museli znížiť požiadavky na alternatívne metódy, požaduje Hartung. Pokusy na zvieratách sú metódy, ktoré majú tiež veľké slabiny.