Biyomedikal Araştırma, Eğitim ve Testte Hayvan Kullanımının Azaltılması ve Alternatifler

Alternatives to and Reduction of Animal Use in Biomedical Research, Education and Testing” (1990): John M. Frazier (Johns Hopkins Üniversitesi), Alan M. Goldberg (Johns Hopkins Üniversitesi)
Çeviri: Gözde Başar/Deneye Hayır!

Son yıllarda, çeşitli biyomedikal etkinliklerde hayvanların kullanımı ile ilgili toplumsal kaygılar, önemli ölçüde artmıştır. Söz konusu etik konular yeni değildir. Bununla birlikte, geleneksel faaliyetleri yürütmeye yönelik yaklaşımlara rağmen (1) bilimsel toplulukta bu konulardaki farkındalığın artması, alternatif yöntemlerde gelişmelere iyi bir vurgu yapmıştır.

En basit analizde, biyomedikal etkinlikler üç kategoriye ayrılabilirler: araştırma, eğitim ve test. Biyomedikal araştırmalar, hastalık süreçlerinin doğası ve tedavileri ile ilgili yeni bilgilerin keşfedilmesini içerir. Geleneksel faaliyetler, insanı anlamak için hayvanları model olarak kullanmıştır.

Hayvan modellerini kullanırken getirilen bazı kısıtlamalara rağmen, bu yaklaşımın yüksek olduğu gözükmektedir. Eğitim, bilgi aktarımı sürecini içerir ve olgusal bilginin aktarımı ile beceri transferine bölünebilir. Yine hayvanlar, öğrencilere fizyolojinin temel prensiplerini öğretmekten gelişmiş cerrahi prosedürlerde gelecekteki cerrahları eğitmeye kadar birçok alanda kullanılmaktadır. Test, yararlı kimyasal maddeler veya formüllerin faydalı amaçlarla kullanılmasıyla ilgili tehlikeleri (ticari kimyasallar) veya güvenliği (ilaçları) değerlendirmeye odaklanmış bir faaliyettir.

Geçtiğimiz 60 yıl boyunca, bütün hayvan bazlı test stratejileri, güvenlik / tehlike değerlendirmesi için deneysel veri tabanını sağlamak üzere gelişmiştir. Her üç kategoride de, biyomedikal ilerlemenin temelini oluşturan hayvan modellerine odaklanan tarihi örnekler oluşturulmuştur. Günümüzde önemli olan soru, çeşitli biyomedikal etkinliklerde halihazırda kullanılan bütün hayvan modellerinin yerine tatmin edici alternatiflerin bulunup bulunmadığıdır.

Biyomedikal uygulama alanlarının her birinde alternatiflerin uygulanma olasılığı – araştırma,eğitim ve test – bir alandan diğerine farklılık göstermektedir. Arıtma ve azaltma ile ilgili olarak alternatifler ya değerlendirme aşamasındadır ya da çoğu durumda biyomedikal faaliyetlerin tüm alanlarında uygulanmaktadır. Bununla birlikte, devam eden yaklaşımların yerini alternatiflerin alması olasılığı tartışıldığında, her başvuruyu ayrı ayrı değerlendirmek gerekmektedir. Yedek alternatifler, bilgisayar ve simülasyon teknolojilerine dayanan birçok eğitim alanında zaten uygulanmıştır. Bununla birlikte, nitelikli eğitim (cerrahi eğitim) alanında, tam yer değiştirme olasılığını öngörmek güçtür. Hayvanların kullanımını azaltmak için çok şey yapılabilir ve bu amaca ulaşmak için çalışmalar teşvik edilmelidir.

Biyomedikal araştırmalarda alternatiflerle değiştirme kavramını çoğu kişinin algılaması zordur. Araştırma, bilim, klinik deneyim, laboratuar incelemesi veya insan kazalarından ortaya çıkan sorular yönlendirilir. Araştırmanın amacı – yeni bilginin keşfedilmesidir; spesifik biyolojik sistemleri anlamak büyük olasılıkla tüm hayvan modellerinin kullanılmasını gerektirmektedir. Pek çok biyomedikal araştırma yaklaşımı şu anda in vitro sistemlere dayanmaktadır ve bu da her bir durumda en iyi bilimsel yaklaşımı temsil etmektedir. Araştırmalardaki tüm hayvanlarla in vitro modeller arasındaki etkileşim derece meselesidir.

Son yıllarda büyük ilgi gören test alanında çok ilerleme kaydedilmiştir. Hayvan kullanımının tamamen değiştirilip değiştirilemeyeceği belli değildir, ancak hayvan kullanımı büyük ölçüde azaltılabilir. Bu makalenin geri kalanında test konusu daha ayrıntılı olarak incelenecektir.

 

Zehirlilik (Toksisite) Testi

20. yüzyılın endüstriyel teknolojisi, büyük bir hızla yeni kimyasallar üretebilmektedir.
Her yıl bin yeni kimyasal madde ve formülasyon çıkmaktadır. Bu yeni kimyasalların kullanımıyla ilişkili olabilecek yan etkilerin zamanında ve etkili bir şekilde belirlenip değerlendirilmesi esastır. Buna ek olarak, mesleki ortamda maruz kalma veya hedefsiz organizmaların kazaya maruz kalması sonucu ortaya çıkan advers etkiler açıklığa kavuşturulmalı ve uygun iyileştirme prosedürleri oluşturulmalıdır.

Tehlike tanımlama, maruz kalma tahmini ve maruziyet-tepki ilişkisi, risk değerlendirmesinin üç önemli faaliyetidir. Tehlike tanımlama, kimyasalların üretilmesi ve kullanılmasından kaynaklanan potansiyel toksikolojik problemlerin açıklanması sürecidir. Maruz kalma tahmini, kaç kişinin hangi konsantrasyonlara ne kadar süreyle ve hangi koşullar altında maruz kalacağının bir göstergesidir.

Bir kimyasal maddenin toksikolojik bir endişe kaynağı olması için, advers biyolojik etkiler üretmeye yetecek miktarda maddenin insanlara maruz kalma olasılığı mevcut olmalıdır. Risk değerlendirme süreci ile ilişkili üçüncü etkinlik, maruz kalma ilişkilerinin geliştirilmesi, kimyasala maruz kalmanın bir fonksiyonu olarak belirli bir yan etki geliştirme şansı ile niceliksel bir ilişki sağlar. Her olası olumsuz sonuç için böyle bir ilişki vardır (kanser, böbrek hasarı, üreme etkileri, vb.). Maruz kalma-tepki ilişkileri maruz kalma yolu (yutma, solunum, deri teması) ve konakçı özellikler (yaş, beslenme durumu, diğerleri gibi genetik geçmiş) gibi bir kimyasalın kendine has toksisitesini etkileyen birçok faktöre bağlıdır. Maruz kalma ve maruz kalma-tepki ilişkisini birleştirmek, verilen bir kimyasalın, önerilen kullanım koşulları altında belirli bir nüfusa potansiyel toksikolojik riskinin nicel bir tahminini sağlamaktadır. Risk değerlendirmesi bağlamında, toksisite testinin ana hedefleri şunlardır:

a) Belirli bir kimyasal için potansiyel olumsuz etkilerin endişe verici olduğunu belirlemek (tehlike tanımlaması);

b) ilgili hayvanda niceliksel maruz kalma-tepki ilişkisini tahmin etmek için yeterli veri sağlamak.

 

Geleneksel olarak, bu hedeflerle, tüm hayvan çalışmaları kullanılarak ulaşılmıştır. 1920 ve 1930’larda erken toksisite testleri esas olarak akut ölümcüllüğün değerlendirilmesine odaklanmıştır. LD50 testi, bir popülasyonda % 50 mortalite oluşturan bir kimyasalın dozunun istatistiksel olarak tanımlanmış bir tahminini sağlamak için geliştirilmiştir. Daha sonra, 1940’lı yıllarda, göz tahriş testi Draize protokolü ile standartlaştırılmıştır (2).

Yıllar geçtikçe, toksikolojik kaygının çeşitli yönlerini değerlendirmek için başka prosedürler geliştirilmiştir.

In vitro sistemler biyomedikal araştırmalarda geleneksel olarak kullanılmaktadır. 18. ve 19. yüzyıllarda, kas fizyolojisi üzerine klasik in vitro deneyler izole kas preparatlarıyla yürütülmüştür. O zamandan beri, fizyolojik ve biyokimyasal süreçleri araştırmak için birçok in vitro sistem geliştirildi (3). Toksisite testi alanında ise sadece yakın zamanda in vitro sistemler kullanılmıştır (4). Başlangıçta kanserojen testi, Ames’in öncül çalışmalarının sonucunda, in vitro toksisite testinin ana odak noktasıydı. Et al. (5, 6), 1960’ların sonlarında ve 1970’lerde Salmonella temelli mutajenezite test sistemleri üzerinde çalışılmıştır. Daha yakın zamanlarda, kanserojen riski dışında bulunan alanlardaki toksikolojik yanıtların değerlendirilmesi için in vitro sistemlerin kullanılması önerilmiştir. 1970’lerin ortalarında in vivo teratojenisite testlerine in vitro alternatifler konusundaki ilgi artmıştır. Daha sonra in vitro alternatifler, akut toksisite, özellikle de LD50 (7, 8) ve göz tahrişi alanlarında da büyük ilgi görmüştür. Bununla birlikte, 1981’de ABD Çevre Koruma Kurumu tarafından yapılan göz tahriş testi incelemesinde sadece beş in vitro test sistemi tespit edildi (9). 1980’den beri, in vitro toksisite testleri alanında hızlı gelişmeler meydana geldi. Başlangıçta bu çabalar bireyler tarafından desteklenmiştir (3, 7, 8, 10). Bununla birlikte, bu faaliyetleri takip etmek için birkaç organizasyon geliştirilmiştir. Amerika Birleşik Devletleri’nde, göz tahriş testi yapmak için alternatiflere odaklanan ilk büyük program Dr. Dennis Stark başkanlığında Rockefeller Üniversitesi’nde başlatıldı ve Revlon Corporation tarafından desteklendi. Kısa süre sonra, Kozmetik, Tuvalet ve Koku Anlaşması Derneği, Alan Goldberg Dr. Başkanlığında Johns Hopkins Hayvan Testi Alternatifleri Merkezi’ni (CAAT) kurma konusunda destek sağlamıştır. Bu organizasyonların her ikisi de Birleşik Devletler’de in vitro toksisite testinin gelişimini teşvik ettiler. Avrupa’da, alternatif test konularında yer alan başlıca kuruluşlar, Birleşik Krallık Nottingham Üniversitesi’nden Dr Michael Balls ve Avrupa’daki Zehirlilik Testi Alternatifleri Araştırma Grubu (Avrupa İnsan Hakları Konseyi) tarafından koordine edilen Tıbbi Deneylerdeki Hayvanların Değiştirilmesi (FRAME) (ERGATT). Bu dört organizasyon birlikte, kanserojenite testi alanı dışında in vitro toksisite testi üzerinde büyük bir etkiye sahip olmuştur. Son zamanlarda Japon Hayvan Deneyleri için Alternatifler Topluluğu kurulmuştur. Hücre kültürü ve biyoanalitik teknikler alanlarındaki teknolojik gelişmeler in vitro toksisite testleri için yeni yollar açmıştır. Önemli hücre tiplerini kültürlemeye yönelik yeni yaklaşımlar, yeni test sistemlerinin geliştirilmesine yol açmıştır. Test sonlanım noktası olarak işaretleyici proteinlerin analizine izin veren monoklonal antikorlar gibi biyoanalitik tekniklerdeki gelişmeler de yeni testlerin geliştirilmesine katkıda bulunmaktadır. Yeni hücre kültürlerini toksikolojik sonuç noktalarını ölçmek için yeni yollarla birleştirmek, in vitro toksisite test teknolojisindeki ilerlemeleri uyarmaktadır.

 

Test Amaçlarının Sınıflandırılması
Belirli test etkinliklerini tartışmadan önce genelle ilgili bu faaliyetlerin amaçlarına yönelik bazı perspektifler bulundurmak yararlı olacaktır.

Toksisite testi,
Toksikolojik bilgi elde edilmiştir (Şekil 1). Artan bilgi düzeni sıralamasında, bu seviyeleri tanımlamak için kullanılan terimler toksik potansiyel, potens, tehlike değerlendirmesi ve risk değerlendirmesi içindir.
Toksik potansiyelin değerlendirilmesi, bir kimyasalın bir advers etkiye neden olabileceği olasılığını belirlemektedir.
Beklenen maruz kalma koşulları altında, olasılığından veya ciddiyetinden bağımsız olarak yapılan değerlendirmeler, bir sonraki en üst düzeyde bilgiyi sağlamaktadır. Kuvvetin belirlenmesi bir kimyasalın göreceli toksisitesini belirler ve kimyasalların sınıflandırılması için kullanılabilir. Potansiyometre ölçümleri, çoğunlukla kantitatif nitelikte olmakla birlikte, değerlendirme için kullanılan test sistemine bağlıdır ve bu nedenle toksisitenin kesin ölçümlerini sağlamazlar. Tehlike değerlendirmesi, diğer yandan, niceliksel olup, ilgi çekici hayvanda belirli advers etkilerin olma ihtimali hakkında spesifik bilgi sağlamaktadır. Son olarak, en üst düzey bilgi olan risk değerlendirmesi, belirli bir maruz kalma olasılığı göz önüne alındığında, bir popülasyonda meydana gelen bir advers etkinin olasılığını belirmektedir. Belirli toksisite testi faaliyetleri, bu toksisite değerlendirme seviyelerinin herhangi birine odaklanabilmektedir.

                                                    TEST TÜRLERİ
TESTİNİN DÜZEYİ TARAMA TAMAMLAYICI DEĞİŞTİRME
POTANSİYEL DEĞERLENDİRME
GÜÇ DEĞERLENDİRMESİ
TEHLİKE DEĞERLENDİRMESİ
RİSK DEĞERLENDİRMESİ

Şekil 1: Deney seviyesine ve test türüne göre in vitro toksisite testinin sınıflandırılma

 

Test içeriği artan bilgi içeriği sıralamasında listelenir. Gölgeli kutular, in vitro testlerin halen uygulanıldığı alanları, açık kutular in vitro testlerin geliştirildiği alanları göstermektedir. (Terimlerin tanımlanması için metne bakınız)

Farklı bir perspektiften bakıldığında, bir test etkinliğinin amacı, test türüne göre kategorize edilebilir: tarama, tamamlayıcı veya değiştirme olarak. Tarama testleri, daha kesin testler yapılması beklenen ön faaliyetlerdir. Tarama öncelikleri belirlemek için kullanılabilir. Örneğin, hangi kimyasalların daha düşük toksisite olasılığına dayanılarak kalkınma programında tutulması gerektiği tarama kısmında araştırılır. Tarama testi toksisite hakkında nihai bir karar vermez ancak ürün geliştirmedeki karar verme sürecinin bir bileşeni olarak kullanılmaktadır. İkinci bir test türü de yardımcı maddelerdir. Burada, test bilgileri taramada olduğundan daha kesin, ancak nihai düzenleyici kararlar almak için yeterli değildir. Çeşitli test faaliyetleri kategorisi bu alandadır. Biri, hayvan deney verilerindeki tutarsızlıkları gidermeye yardımcı olan in vitro sistemlerde mekanik çalışmalardır; bir diğeri ise, toksisite sınıflandırması için katmanlı test stratejisinde erken aşamalı olarak kullanılan testlerdir. In vitro testlerin yardımcı maddeler olarak işlev görebileceği bir diğer alan, kimyasal maddelerin intrensek hücresel toksisitesinin değerlendirilmesidir. Bir kimyasalın etki mekanizması hakkında temel bilgileri geliştirmek için bir takım in vitro sistemlerin kullanılmasıyla, nihai güvenlik değerlendirmesinde yardımcı olmak için önemli toksikolojik bilgiler geliştirilebilir. Son olarak, in vitro testler mevcut in vivo test prosedürleri için alternatifler olarak önerilmiştir Hayvan testine alternatif faaliyetlerinin yerine getirilmesi henüz mümkün değildir ve gerçekleşmeden önce, özellikle in vitro / in vivo ekstrapolasyon alanında önemli bilimsel gelişmeler gerektirecektir.

 

In Vitro Testler

İn vitro testler bütün hayvanların çeşitli alanlarında kullanılmasına alternatif olarak hızlı bir şekilde geliştirilmektedir. Araştırma faaliyetleri en az yedi kategoriye ayrılabilir: sitotoksisite; iltihaplanma ve tahriş; genotoksisite; teratojenite; hedef organ toksisitesi; toksikokinetik ve yapısal etkinlik ilişkileri. Her ne kadar kapsayıcı bir liste değilse de, bu kategoriler in vitro yaklaşımların aktif olarak araştırıldığı en genel alanları kapsamaktadır.

Sitotoksisite
İn vitro sitotoksisite deneylerinin uzun bir geçmişi vardır ve çoğu yıllar boyunca geliştirilmiştir (4, 11).Bazıları, potansiyel antineoplastik ilaçların taranması gibi özel amaçlarla geliştirilmiştir. Bazıları kanser hücrelerini öldürme yeteneğine sahipken, diğerleri daha genel amaçlar için geliştirilmiştir. İn vitro sitotoksisite deneyleri, kültüre edilebilen herhangi bir hücre türünü değerlendirme yöntemlerinin sayısını ve bu hücrelerin canlı olup olmadığının anlaşıldığı son yıllarda artmıştır. Böylece, çok sayıda test sistemi mevcuttur. Özellikle dikkat çeken iki sitotoksisite test sistemi, FRAME (12) tarafından geliştirilen tahlil ve Rockefeller Üniversitesi’nde araştırma grubu tarafından geliştirilen nötr kırmızı alım testidir (13).

İnflamasyon ve tahriş
Bu alandaki araştırmalar göz ve cilt iritasyon problemlerini içermektedir. Çoğu göz testi yapan toksikoloji uzmanı göz tahriş testine alternatif yaklaşımların gerekliliğinde hem fikirdir. Önemli araştırma çabaları, eşdeğer bilgi sağlamak için in vitro yöntemler geliştirmeye odaklanmıştır. Draize eye veya deri testinden elde edilmiştir. Johns Hopkins CAAT, göz tahriş testine katkıda bulunabilecek 34 potansiyel in vitro test tespit etmiştir (14).

Genotoksisite
Ames testinden başlayarak mutajenezite ve karsinojenisite testlerine yönelik birçok yaklaşım önerilmiş veya geliştirilmiştir (15). Genotoksisite muhtemelen toksisite testine yönelik in vitro yaklaşımların en uygun şekilde finanse edilmiş ve aktif olanı olmuştur, çünkü kanserojenlik testleri için tüm hayvan testlerini yapmak son derece pahalı ve zaman alıcıdır. Bu nedenle, in vivo karsinojenisite testleri için alternatifler geliştirmek için önemli ekonomik teşvikler mevcuttur.

Teratojenisite testi
Kimyasal ajanlardan kaynaklanan gelişimsel bozukluklar, toksikolojik endişelerin diğer önemli bir alanıdır. Talidomide hikayesi, fetal gelişme ile ilişkili toksikolojik sorunların sürekli olarak hatırlatılması içindir ve genellikle hem hayvan hakları aktivistleri hem de bilimsel topluluk tarafından hayvan testinin değerini veya eksikliğini ispatlamak için kullanılmaktadır. Aktivistler, tüm türün talidomid tarafından etkilenmediğini belirtmiştir. Bu doğru olmasına rağmen, talidomidin bir teratojen olduğuna dair kanıt sağlayan toplu hayvan çalışmaları da vardır. İn vitro ve tüm hayvan bazlı çalışmalar daha sonra talidomid kaynaklı teratogenezin mekanizmasını sergilemiştir. Bu toksisite testi alanına in vitro yaklaşımlar aktif olarak takip edilmektedir (16).

Hedef organ toksisitesi
Belirli organlardan alınan hücre kültürleri üzerinde odaklanmakta olup
o organlar için geniş in vitro araştırmaları yürütülmektedir. Hepatotoksisite (17), nefrotoksisite (18) ve nörotoksite (19, 20) dahil birçok alanda ilerleme kaydedilmiştir.

Toksikokinetik testler
Toksik maddelerin dağılımı ve metabolizmasını anlamak toksikolojik risk değerlendirmesi için önemlidir (23). Birçok çalışma, in vitro ve in vivo toksikokinetik arasındaki ilişkiyi araştırmıştır. Bununla birlikte, başarılacak çok şey olduğu için, bu alan gelecekte önceliğe sahip olmalıdır.

Yapı-faaliyet ilişkileri
Mevcut çabalar, bazı genel toksikolojik cevapları (ölümcüllük, göz tahrişi,
Sitotoksisite) test kimyasalının moleküler yapısından hesaplanan kimyasal parametrelerle göstermektedir(22,23). Günümüzde, bu yöntemler oldukça deneysel olup, diğer veriler mevcut olmadığında düzenleyici amaçlar için önemlidir. Daha fazla mekanik yaklaşımlar geliştirilmektedir (24). Gelecekte, belirli mekanik etkiler kimyasal yapı ile ilişkilendirildiğinde, bu teknikler, yalnızca fizikokimyasal bilgisayar analizine bağımlı oldukları için nihai alternatif yöntem sağlayabilirler

Tüm toksikolojik soruları tek bir in vitro testle cevaplayamazsınız. Yukarıda belirtilen toksikolojik kaygıların pek çok alanı, çok farklı biyokimyasal-mekanistik süreçleri içermektedir. Sonuç olarak, bu geniş son nokta spektrumunu değerlendirmek için halen tek bir test mevcut değildir. Potansiyel olarak toksik ajanlar sebebiyle insan riskinin değerlendirilmek ve gerekli bilgileri elde etmek için önce in vitro testler değerlendirilmelidir. Toksisite testinde in vitro tekniklerin önemli bir avantajı, insan hücrelerinin kullanılabilmesidir (27). İnsan hücre kültürünün biyoteknolojisinde, insan dokusunun kriyoprezervasyonunda ve normal, farklılaşmış insan hücrelerinin kesintisiz temini için genetik mühendislik tekniklerindeki gelişmeler, test verilerinin ekspresyonu ve test verilerinin ekstrapolasyon problemlerini çözmeye yardımcı olmakta ve hayvan ihtiyacını azaltmaktadır. Toksisite test sistemleri için hücreler ve dokular sağlamaktadır.

 

Onaylama

Herhangi bir yeni test kabul edilmeden önce onaylanmalıdır. Belirli bir amaç için bir yöntemin güvenilirliğini ortaya koyan bu süreç aşağıdakilerden oluşur: a) test güvenilirliğinin oluşturulması; b) test sonuçlarının yorumlanması için bilimsel temelin geliştirilmesi. Doğrulama yaklaşımı için bir strateji, bir dizi mantıksal adım içermektedir (26, 27). İlk olarak, orijinal testi (esas laboratuvar denilen) geliştiren araştırma bilimcisi “intralaboratuvar değerlendirme” yapmalı ve iki şartı yerine getirmelidir. Birinci şart, gereksinim testini standartlaştırmaktır, yani test protokolünün makul bir başarı olasılığına sahip diğer laboratuvarlara (ikincil laboratuarlar olarak anılacaktır) aktarılabilecek şekilde tanımlanması gerektiği anlamına gelmektedir. İkinci şart, birincil laboratuvarın belirli bir amaç için yararlı bir alternatif olarak testin fizibilitesini belirlemek ve daha sonraki karşılaştırmalar için kalite kontrol verileri sağlamak için bir çalışma yapması gerekmektedir.

Birincil laboratuvarda test, bir kere standartlaştırıldıktan sonra, çalışıp çalışmayacağını görmek için gerçek dünyaya sunulmalıdır. “Laboratuvarlar arası değerlendirme” olarak adlandırılan bu süreç, ikincil laboratuvarların tekrarlanabilir sonuçlar elde edip edemeyeceğini değerlendirmek için kullanılmaktadır. İkincil laboratuvarlar birincil laboratuarda elde edilen sonuçları tekrar ederse, yanlış pozitif oranı, yanlış negatif (false-negative) oranları değerlendirerek güvenilir test sonuçlarını belirlemek için kullanılabilecek geniş bir veri tabanı (“test veritabanı geliştirme”) elde etmek mümkündür. Oran, duyarlılık, özgüllük ve tahmini değer verileri, testin son gelişme seviyesine götürülmeden önce gereklidir. Doğrulamanın son aşaması, testin bilimsel temelini anlama ve yorumlama için geniş bir veri tabanı oluşturmak için zaman alan bir süreçtir.

Bugün in vitro testlerin uygulanmasında asıl problem, bilimsel topluluğun in vivo testte sahip olduğu 50-60 yıllık deneyime sahip olmamasıdır. Yeni teknolojilerin tanıtılması ve kabul edilmesi için gereken problemlerin üstesinden gelmek zaman alacaktır. Kümülatif deneyim, doğrulama engelleri üzerinde in vitro yaklaşımları nihai olarak artıracaktır.

AŞAMA  BAŞLIK  YAKLAŞIM

1

 

Yapı-aktivite analizi Fizikokimyasal özelliklere dayalı yapısal olarak ilişkili kimyasalların toksisitesi için literatür tarama
 

2

 

In vitro testler

in vitro test sistemlerini kullanarak toksikliğin çeşitli yönlerini test edin.İlk düzenleyici
kararları vermek için sağlanan bilgileri kullanın
 

3

 

İn vivo testler

Kimyasalları in vivo olarak sadece ek toksikolojik bilgi gerektirecek şekilde test edin.Bu aşamada çok az veya hiç toksisite beklenmediğini unutmayın çünkü daha zehirli kimyasallar daha önceki safhalarda tanımlanmış olacaktır 

Tablo 1: in vitro toksisite testini risk değerlendirme sürecine dahil etmek için katman test stratejisi

 

Johns Hopkins Hayvan Testi için Alternatifler Merkezi
Johns Hopkins CAAT, 1981’de Toksisite testleri için alternatifler yaratmanın önündeki başlıca sorunlara değinmek için kurulmuştur. Merkezin amacı, ticari ve terapötik ürünlerin güvenliğini tam olarak değerlendirmek için tamamen hayvansal olmayan yenilikçi yöntemlerle ilgili uygun bilimsel bilgiyi geliştirmek ve yaymaktır. Daha spesifik olarak, CAAT: a) kimyasalların ve / veya ticari ürünlerin toksisitesini incelemek için in vitro veya diğer hayati olmayan test prosedürlerinin temelini sağlayacak temel araştırmaları teşvik eder; b) güvenliği değerlendirmek için tüm hayvan çalışmalarına alternatif yaklaşımlar sağlayacak spesifik metodolojiler geliştirir; c) araştırma ilerlemesini sempozyum, yayın ve atölye çalışmaları yoluyla dağıtır; d) düzenleyici değerlendirme ve ürün geliştirmede teknoloji transferi ve in vitro yöntemlerin kullanılmasını teşvik eder.Bu hedeflere ulaşmak için, üç büyük program vardır: Araştırma; Doğrulama ve teknoloji; Eğitim ve iletişim.

Araştırma
Merkezin araştırma programı iki bileşenden oluşmaktadır: Araştırma Teşvik Programları ve İn Vitro Toksikoloji Laboratuvarı. Merkez araştırmacı tarafından başlatılan hakemli bilim için hedef odaklı bir programın önemli gelişmeler sağlayabileceğini göstermiştir. Bu süreç alternatiflerin geliştirilmesini hızlandırmış ve in vitro toksikolojinin yeni disiplinini tanımlamaya yardımcı olmuştur. CAAT, mali yıl 1989’un sonuna kadar 65’den fazla araştırma projesi için 2 milyon dolardan fazla dağılmış olacaktır

Zaten araştırma programı, hakemli bilim dergisi için hazırlanmış 85 bildiri de dahil olmak üzere 207’den fazla makale, kitap bölümü ve sempozyum sunumları hazırlamıştır.

CAAT araştırma programını tamamlamak için kendi In Vitro Toksikoloji Laboratuarını kurmuştur.
Laboratuvar, kimyasal güvenlik değerlendirmesi için yeni in vitro yöntemlerin geliştirilmesine odaklanırken araştırmacılar da için in vitro toksikoloji eğitimine katılmaktadır

 

Doğrulama ve teknoloji transferi
CAAT’in onaylanması ve teknoloji transferi faaliyetleri bir daimi komite aracılığıyla yürütülmektedir. Doğrulama ve Teknoloji Aktarma Komitesi’nin amacı, yeni test teknolojisinin araştırma laboratuvarından toksisite değerlendirmesi için pratik uygulamaya aktarımını katalize etmektir. Bu komite mevcut programları değerlendirmek ve gelecekteki faaliyetleri koordine etmek, doğrulama için bilimsel bir yapı oluşturmak ve düzenleyici, akademik ve endüstriyel faaliyetlerle güçlü bağlantılar kurmak için görevlidir. Uzun vadeli planlar arasında doğrulama faaliyetlerini tanımlamak ve kataloglamak için bir veri bankası geliştirmek ve Amerika Birleşik Devletleri’ndeki in vitro metodolojileri doğrulaması için bir idari çerçeve geliştirilmesi, kimyasal seçim kriterlerinin oluşturulması ve bilgi alışverişi için bir örgüt ağı oluşturulması yer almaktadır.

Doğrulama faaliyetleri. Atölyeler, komitelerin teknoloji transferini teşvik etmek için kullandıkları bir mekanizmadır. 1989’da CAAT ilkini bir dizi teknik çalıştayda gerçekleştirmiştir. Çalıştay iki sorunlu alana değinmiştir: a) İn vitro test sonuçlarını olumsuz yönde etkileyen eserlerin tanımlanması; b) in vitro test sistemlerinde çözünmeyen test kimyasallarını tutan teknikler. Düzenleyici ve kurumsal topluluk temsilcileri iki günlük bir çalıştaya katılmışlardır ve atölye ile ilgili teknik bir rapor yazarken işbirliği yapmışlardır. Atölye çalışması CAAT tarafından yayınlandı (28). Gelecekteki çalıştaylarda kimyasal seçim bakımından geçerlilik için; İn vitro verilerin yorumlanması, ekstrapolasyonu ve uygunluğu; In vitro testler için iyi laboratuvar uygulamaları kültür koşulları ve toksisite testleri, validasyon ve bilgi transferini nasıl etkilediğini incelenmelidir.

 

Eğitim ve iletişim
Toksisite testlerine olumlu yaklaşan bilim adamları, endüstri yöneticileri, hükümet yetkilileri, hayvan hakkı savunucuları ve haber medyası tarafından yayınları ve sunumları ile CAAT başarıyla dikkat çekmiştir. CAAT bülteni (Toksikolojide Alternatif Yöntemler), önemli uluslararası izleyicilere ulaşma açısından ilk sayılarda 1000 sayı dolaşımından daha sonra 20.000’in üzerinde bir seviyeye yükselmiştir.

Akademik, endüstriyel ve hükümet bilimcileri, CAAT sempozyumunu in vitro toksikoloji ile ilgili büyük uluslararası toplantılarla görüşmüşlerdir. Bu etkinlikler sadece yeni forumlar olarak yer almazlar, aynı zamanda yeni disiplinin yönünü ve uyumunu da sağlamaktadırlar. Toksikolojide Alternatif Metotlar, yıllık sempozyumların takibatlarını ve önemi olan özel konuları sunar; Cilt 7, 1989’un sonbaharında yayınlanmıştır.
CAAT Hükümet İrtibat Komitesi, ilgilenenlerle bilgi alışverişinde bulunmak için bir mekanizma olarak yer almaktadır.

Hayvan deneyi konularında hükümet temsilcilerinin yaklaşımı ve alternatif araştırmalar sayesinde testlerin kabulü mümkündür. CAAT, düzenli bir değişimle hükümetlerin alternatif araştırma konularındaki ilgisini artırmayı ve alternatif test yöntemlerinin düzenleyici kabulüne yol açan uzun vadeli bir işbirlikçi eğitim programına başlamayı ummmaktadır. Kamu Bilgisi ve Kaynakları Geliştirme Komitesi, hayvan testi ve alternatifleri ile ilgili karmaşık konular hakkında halkı eğitmek amacıyla kurulmuştur. Bu programların bir bileşimi ile CAAT, in vitro toksisite testinin yeni bilimsel gelişiminin desteklenmesinin yanı sıra, toksisite testiyle ilgili bilimsel konuların bilim insanlarının ve toplumun bilinçlendirilmesinde başarılı olmuştur. Güncel bilimsel bilgilerin uygulanması ve koordine edilmiş ve odaklanmış araştırma yoluyla yeni bilgilerin geliştirilmesi yoluyla, hayvanlar olmadan alternatif test yöntemleri, kimyasal güvenlik değerlendirme sürecinin önemli bir bileşeni olarak oluşturulabilir.

 

SONUÇ:
Hayvanların biyomedikal etkinliklerde kullanım – araştırma, eğitim, test – oranlarda artış olmuştur.
Son yıllarda ekonomi, biyoteknoloji alanındaki gelişmelerle hayvan refahı endişeleri de artmıştır. Pek çok durumda yeni yaklaşımlar, geleneksel olarak bu model sistemlere bağımlı aktivitelerde tüm hayvanların iyileştirilmesi, azaltılması ve bazı durumlarda değiştirilmesine izin vermektedir. Toksisite testi ve güvenlik değerlendirmesi alanında, hayvancılık dışı teknikler ekranlar ve yardımcı maddeler olarak önemli katkılar sağlamıştır. Alternatif test yöntemlerinin in vivo toksisite testinin tamamen yerine geçip geçmeyeceği, yalnızca zamanın cevaplayabileceği bir sorudur. Bu arada tahmini toksikolojiyi iyileştirmek ve aynı zamanda hayvanlarda ağrı ve sıkıntıyı önemli ölçüde azaltmak için alternatif yöntemler kullanılabilmektedir.

 

Referanslar
1. Araştırma, Test ve Eğitimde Hayvansal Kullanım Alternatifleri. (1986). 441 s. Washington, DC: ABD Kongre, Teknoloji Değerlendirme Ofisi.
2. Draize, J.H., Woodward, G. & Calvery, H.O. (1944). Tahriş ve toksisite çalışması için yöntemler Cilt ve müköz membranlara topikal olarak uygulanan maddeler. Deneysel Dergisi
Therapeutics 82, 377-390.
3. Rowan, A.N. & Stratmann, C.J., eds (1980). İlaç Araştırmalarında Alternatiflerin Kullanımı. Baltimore MD: Üniversite Parkı Basın.
4. Goldberg, A.N. & Frazier, J.M. (1989). Toksisite testinde hayvanlara alternatifler. Bilimsel Amerikalı 261, 24-30.
5. Ames, B.N. (1971). Enterik bakterilerle kimyasal mutajenlerin tespiti. Kimyasal Mutagenlerde: Algılama Esasları ve Usulleri (ed. E.A. Hollaender), s. 267-282. New York: Plenum Basın.
6. Ames, B.N., Duaston, W.E., Yamaaki; E. & Lee, F.D. (1973). Kanserojen maddeler mutajenlerdir: basit Test sistemi, aktivasyon ve bakteri tespiti için karaciğer homojenatlarını birleştirir. Bildiri Kitabı Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi 70, 2281-2285.
7. Zbinden, G. & Flury-Roversi, M. (1981). Toksisite değerlendirmesi için LD50 testinin önemi
Kimyasal maddeler. Toksikoloji Arşivi 47, 77-99.
8. Zbinden, G. (1989). Akut toksisite testi: kamu sorumluluğu ve bilimsel mücadele. İçinde
Deneyler: Toksikolojide Alternatif Yöntemler (ed. M.A. Mehlman, s. 3-13. Princeton, NJ:
Princeton Bilimsel.
9. Anon. (1981). Göz irritasyon testi: Göz tahrişi. Washington, DC: ABD Çevre Koruma Kurumu.
10. Nardone, R.M. (1983). Nörotoksisite testi: in vitro bir strateji. New York Akademisi Yıllıkları Sciences 407, 458-469.
11. Berky, J. & Sherrod, C., eds (1977). İn vitro zehirlilik testi, 438 pp., Philadelphia, PA: Franklin Enstitü Basın.
12. Clothier, R.H., Hulme, L., Ahmed, A.B., Reeves, H.L., Smith, M. & Balls, M.J. (1988). In vitro 150 kimyasalın 3T3-L1 hücrelerine karşı sitotoksisitesi, ÇERÇEVE kenacid blue yöntemi ATLA tarafından değerlendirildi 16, 84-95.
13. Borenfreund, E. & Puerner, J.A. (1985). Toksiklik, in vitro olarak morfolojik değişiklikler ve
Nötr kırmızı emilim. Toksikoloji Mektupları 24, 119-124.
14. Frazier, J.M., Gad, S.C., Goldberg, A.M. & Mcqulley, J.P. (1987). Alternatif Yöntemlerde
Toksikoloji, Cilt. IV, A. Oküler İrritasyon Testlerine Alternatiflerin Kritik Olarak Değerlendirilmesi (ed. A.M. Goldberg). New York: Mary Ann Liebert.
15. Williams, G.M., Dunkel, V.C. & Ray, V.A., eds (1984). Toksisite Testi için Hücresel Sistemler, 484 s.New York: New York Bilim Akademisi.
16. Kimmel, G.L., Smith, K., Kochlar, D.M. & Pratt R. (1982). In vitro teratojenisite testine genel bakış: Validasyonun yönleri ve taramaya uygulanması. Teratojenez, Karsinogenez ve Mutajenez 2, 221-229.
17. Rauckman, E.J. & Padilla, G.M., eds (1987). İzole edilmiş. Hepatosit: Toksikoloji ve Toksikolojide Kullanım Xenobiotic Biotransformations, 292 s. New York: Akademik Baskı.
18. Tyson, C.A. & Stacey, N.H. (1989). Sistemik toksisite için CNS, karaciğer ve böbrekteki in vitro taramalardır. Deneylerde: Toksikolojide Alternatif Yöntemler (ed. M.A. Mehlman), sayfa 111-136. Princeton NJ: Princeton Bilimsel.
19. Davenport, C.J., Williams, D.A. & Morgan, K.T. (1989). Hücre kültürü kullanarak nörotoksikoloji. CIIT Faaliyetler 9, 1-8.
20. Shahar, A. & Goldberg, A.M., eds (1987). Nörotoksikolojide Model Sistemleri: Alternatif Yaklaşımlar Hayvan Testi. New York: Alan R. Liss A.Ş.
21. Nükleer Düzenleme Komisyonu (1982). Risk Değerlendirmesinde Farmakokinetik (İçme Suyu ve Sağlık), Cilt. VIII, 488 s. Washington DC: Ulusal Akademi Basın.
22. ECETOC Monograph No. 8 (1986). Toksikoloji ve Ekotoksikolojide Yapı Aktiviteleri İlişkileri: Bir Değerlendirme pp. 1-88. Brüksel: ECETOC.
23. Enslein, K. (1988). Teste bir alternatif olarak yapı-etkinlik ilişkilerine genel bir bakış
Kanserojenlik, mutajenite, dermal ve göz tahrişi ve akut oral toksisite için hayvanlar. Toksikoloji Ve Industrial Health 4, 479-498.
24. Rosenkranz, H.S. & Klopman, G. (1989). CASE, bilgisayar-otomasyonlu yapı değerlendirmesi Sistem, kapsamlı hayvan testine bir alternatif olarak. Deneylerde: Alternatif Yöntemler Toksikoloji (ed. M.A. Mehlman), s. 111-136. Princeton, NJ: Princeton Scientific.
25. Frazier, J.M., Tyson, C.A., McCarthy, C. ve diğerleri. (1989). Toksikolojide güncel konular: potansiyel Toksisite araştırması ve testi için insan dokularının kullanımı. Toksikoloji ve Uygulamalı Farmakoloji 97, 387-397.
26. Balls, B., Blaauboer, B., Brusick, D., Frazier J., Lamb, D., Pemberton, M., Heinhardt, C., Roberfroid, M., Rosenkranz, H., Schmid, B., Spielmann, H., Stammati, A.L. & Walum, E. (1990). Rapor ve Toksisite test prosedürlerinin doğrulanmasına ilişkin CAAT / ERGATT atölyesinin tavsiyeleri. ATLA 18, basında.
27. Frazier, J.M. In Vitro Zehirlilik Testlerinin Validasyonu için Bilimsel Kriterler. Paris: OECD Yayınları,Basında.
28. Frazier, J.M. & Bradlaw, J