Rasprava o etici i izazovima testiranja lekova na životinjama: Kako veštačka inteligencija može unaprediti razvoj terapija?
Naučna zajednica je često raspravljala o etici korišćenja životinja u svrhe istraživanja. Trenutno ne postoje precizni podaci o broju i vrstama životinja koje su žrtvovane širom sveta u svrhu eksperimentisanja i testiranja lekova.
Sa boljom percepcijom o tome kako ljudska biologija funkcioniše, naučnici uviđaju ograničenja testiranja na životinjama. Osim toga, pojava tretmana zasnovanih na ljudskoj DNK, ćelijama i drugim nekonvencionalnim terapijskim sredstvima povećala je potražnju za alternativama za testiranje na životinjama.
U jednom intervjuu, izvršni direktor Quris-a, Isaac Bentwich, objasnio je da u ovom trenutku razvoj lekova nije mnogo efikasan. Čak 89% skupih kliničkih ispitivanja, koja su obično prilično skupa, ne uspe. Jednu trećinu čine sigurnosni propusti.
Nemogućnost predviđanja koji bi lek bio bezbedan za ljudsku upotrebu pre nego što testiranje uopšte i počne predstavlja značajan izazov koji još uvek nije rešen.
Quris je izraelsko-američka biotehnološka kompanija osnovana 2020. godine koja koristi veštačku inteligenciju za predviđanje koji su lekovi bezbedni za ljudsku upotrebu.
Testiranje na životinjama kroz istoriju
Testiranje na životinjama potiče iz antičke Grčke. Prvi testovi zabeleženi su tokom 4. i 2. veka pre nove ere – čak je i čuveni filozof Aristotel bio svestan toga. Ova praksa se nastavila u Rimu, gde je Galen, poznati grčki lekar, hirurg i filozof sa rimskim državljanstvom, proglašen „ocem vivisekcije“. Ovu titulu je dobio za izvođenje seciranja svinja i koza.
Vremenom je testiranje na životinjama postalo sve važnije u oblasti naučnih istraživanja. U kasnom 19. veku, Luj Paster je ilustrovao koncept teorije klica namerno inficirajući žive ovce antraksom.
1970-ih, počele su da se razvijaju eksperimentalne vakcine protiv lepre. Armadilosi su namerno zaražavani bolešću kako bi se testirala efikasnost ovih vakcina.
Uprkos tome što testiranje na životinjama ima dugu istoriju, postojali su pojedinci koji su se protivili ovoj praksi vekovima. Već u 17. veku, naučnici su počeli da dovode u pitanje etičke implikacije korišćenja životinja za eksperimentisanje i da li su koristi nadmašile bol nanet životinjama.
Međutim, tek krajem 19. veka uspostavljeni su prvi zakoni koji regulišu testiranje na životinjama. Ovi zakoni su bili odgovor na rastuću zabrinutost javnosti o tretmanu životinja u istraživanju i imali su za cilj da obezbede da se testiranje na životinjama sprovodi na human i etički način.
Prelaz sa životinja na veštačku inteligenciju
Više zemalja i medicinskih kompanija postepeno odstupaju od testiranja na životinjamai prelaze na veštačku inteligenciju. Ovo je posebno zbog visoke stope neuspeha u takvom testiranju.
U stvari, Agencija za zaštitu životne sredine Sjedinjenih Država (Environmental Protection Agency – EPA) planira da potpuno zaustavi finansiranje i sprovođenje studija koje uključuju sisare do 2035. Ovaj potez izdvaja EPA kao prvi vladin entitet koji je uspostavio definitivan vremenski okvir za eliminisanje istraživanja na životinjama.
Američka agencija za hranu i lekove (Food and Drug Administration – FDA) procenjuje da se oko 92% lekova koji su prošli pretkliničke testove, što uključuje ključna ispitivanja na životinjama, na kraju smatra neprikladnim i nebezbednim za upotrebu kod ljudi.
Novija istraživanja pokazuju da je, uprkos naporima da se testiranje na životinjama učini predvidljivijim, stopa neuspeha porasla i sada je bliža 96 procenata. Primarni uzroci neuspeha uključuju zabrinutost za bezbednost koja nije bila predviđena i nedostatak efikasnosti u poređenju sa ispitivanjima na ljudima.
Manje od 10% od onoga što se smatralo izuzetno obećavajućim terapijskim otkrićima stavljeno je u široku kliničku upotrebu tokom perioda od oko 20 godina.
Prema PETA-i, britanskoj neprofitnoj organizaciji posvećenoj uspostavljanju i odbrani prava svih životinja, stopa neuspeha inovativnih tretmana koji se koriste u testiranju na životinjama prelazi 95%. To je posebno bilo evidentno u slučaju raka. Studija sugeriše da 97% vremena kada se novi lek za aps testira određeni tip raka nikada nije stigao na tržište.
U periodu od dve decenije, manje od 10% onoga što se verovalo da je lek koji obećava rezultate je u širokoj upotrebi. Otuda se može zaključiti da mnogi lekovi koji su efikasni kod miševa ne deluju dobro kod ljudi i obrnuto. Niska stopa produktivnosti u industriji, merena u smislu lekova koji se testiraju, ali nikada ne dospeju na tržište, ilustruje sporadičnu pouzdanost testiranja na životinjama.
Kako funkcioniše testiranje lekova uz pomoć AI?
Kako je objasnio Bentwich, Quris implementira takozvani Bio-AI spojen sa moćnim mašinskim učenjem (ML) i minijaturnom biologijom „pacijenata na čipu“. Roche je još jedno poznato ime u farmaceutskoj industriji koje radi na smanjenju testiranja na životinjama.
Kompanija tvrdi da razvija najsavremenije dijagnostike i terapije za ozbiljne i potencijalno fatalne bolesti. Prema Roche-u, ona ulaže velika sredstva u razvoj metoda za proizvodnju lekova bez uključivanja životinja, kao što su kompjuterske simulacije ili strategije kao što su organ na čipu ili organoidi.
To su sistemi sa veštačkim ili stvarnim sitnim tkivima razvijenim unutar mikrofluidnih čipova. Da bi imali što sličnosti sa ljudskom fiziologijom, ovi čipovi su napravljeni da regulišu mikrookruženje ćelija i očuvaju funkcionalnost specifične za tkivo.
Matthias Lutolf, naučni direktor Roche-ovog Instituta za bioinženjering (Institute for Translational Bioengineering – ITB), objasnio je da su ovi „mini organi“, napravljeni u laboratoriji od matičnih ćelija jedinstvenih pojedinaca, minijaturne replike telesnih organa kao što su jetra i pluća. Oni pomažu istraživačima da shvate kako ljudski organi funkcionišu i testiraju određene efekte lekova van tela.
Roche primenjuje najsavremenije tehnike kao što su organ-na-čipu, mašinsko učenje (ML) i veštačka inteligencija (AI) za analizu. Ove tehnike imaju potencijal da zamene testiranje na životinjama u srednjoj budućnosti, kao i da poboljšaju kandidate za tretman ili proizvode prilagođene medijume.
Pacijent-na-čipu
„Pacijent na čipu” je nadogradnja takozvanog „organa na čipu”. Opisuje raspored brojnih odvojenih sićušnih, trodimenzionalnih organa (jetra, mozak, itd.) na čipu koji su povezani cirkulacijom nalik krvi.
To može biti mali mozak, jetra ili neki drugi minijaturni organ veličine samo jednu trećinu milimetra. Ovo omogućava da se proceni bezbednost lekova na ovim umreženim „pacijentima na čipu“, ili minijaturnim ljudskim organima.
Bentwich je objasnio da se hiljade poznatih lekova testiraju na različitim pacijentima na čipu. Generisani podaci se zatim implementiraju kako bi se AI obučila da odredi koji je lek, a koji nije bezbedan za ljude. Prema Bentwichu, tehnologija se pokazala prilično predvidljivom kada je u pitanju bezbednost lekova.
Zaključak
Bez sumnje, nauka veruje da tehnologije koje podržavaju veštačku inteligenciju imaju veliki potencijal da dramatično transformišu način na koji se stvaraju novi lekovi.
Tehnologije koje su ovde pokrivene su samo neki od primera kako se nauka udaljava od upotrebe laboratorijskih životinja i omogućava razvoj preciznih ili personalizovanih lekova ili njihovu kliničku upotrebu na način koji maksimizira korist za pacijente, a istovremeno eliminiše potrebu za testiranjem na životinjama.
