Ovatko vaihtoehtoiset menetelmät eläinkokeita parempia?
Transcription
Ovatko vaihtoehtoiset menetelmät eläinkokeita parempia?
Ovatko vaihtoehtoiset menetelmät eläinkokeita parempia? Tuula Heinonen www.ficam.fi Kansainvälisen koe-eläinpäivän seminaari 24.4.2013 klo 18-20 Alina-sali, Uusi ylioppilastalo, Mannerheimintie 5, Helsinki, (A-rappu, 3. kerros) Meneillään paradigman muuttuminen (EU, USA) 70 miljoonaa Kemikaalia syntetisoitu: - Teollisuuskemikaalit -Lääkkeet -Biosidit -Pestisidit -Kosmetiikka - Elintarvikkeet ja pakkausmateriaalit Eläinten biologiaan pohjautuvat mallit Turvallisia ja tehokkaita tuotteita ja yhdisteitä Riskinarviointi Ihmisen biologiaan pohjautuvat In vitro mallit/bioreaktorit Testausmenetelmä Vaihtoehtoiset menetelmät Miksi eläinkokeettomia menetelmiä? Teollisuuden tarve (kustannukset, luotettavuus) - Teollisuuskemikaalit/ REACH - Lääketeollisuus - Kosmetiikkateollisuus - Biosidit - Lääkkeiden laatu -Ym Eläinsuojelu ja Kansalaisten tahtotila - Vähentää eläinkokeita Eläimet eivät mallinna riittävästi ihmistä Viranomaisvaatimukset - EUn direktiivit: -Koe-eläindirektiivi (2010/63/EU) -Kosmetiikkadirektiivi - REACH - Suomen hallitusohjelma (eläinten suojelu, eläinkokeettomien menetelmien edistäminen) Menetelmiä on liian vähän. Olemassa olevilla testeillä voidaan vähetään alle 10% eläimistä. Mallien vähyydestä ja eläinsuojelullisista tekijöistä johtuen komissio velvoittaa jäsenmaita edistämään eläinkokeettomia menetelmiä. Seuraavanlaisia tutkimuksia tarvitaan yhdisteiden turvallisuuden arvioimiseksi ihmiselle? • Yleismyrkyllisyys: – Yhdellä tai muutamalla annoksella – Pitempikestoisena annettuna (2 viikkoa – 3 kuukautta) – Pitkäkestoisena (kroonisena) annettuna (6-24 kuukautta) • • • • • • • Perimämyrkyllisyys Syöpävaarallisuus Lisääntymisvaurioiden tutkiminen Paikallissyövyttävyys ja ärsyttävyys (iho, silmä) Erityistoksisuus: immunotoksisuus, neurotoksisuus Toksikokinetiikka ADME: Imeytyminen (iho, suun kautta, i.v.), jakaantuminen, metaboloituminen, erittyminen • Turvallisuusfarmakologia Eläintestien kehitys • Eläinten käyttö kemikaalien toksisuuden arvioinnissa alkoi 1920-vuosikymmenellä. • Akuutti myrkyllisyys (LD50-testi) oli ensimmäinen • Thalidomidi-tapaus (1961) oli suuntaa kääntävä. Tämän jälkeen vaadittiin lisää testejä ja erityisesti lisääntymis-ja kehitysbiologisia testejä. • Toksisuustestiprotokollat liitettiin OECD-ohjeistoiksi vuonna 1982. • Eläintestit otettiin siis vain käyttöön. Niiden hyvyyttä ennustamaan ihmisvaikutuksia ei ennen käyttöön ottoa ole tutkittu. Testaustoiminta käyttää paljon eläimiä ja on isoa liiketoimintaa • Euroopassa käytetään vuosittain noin 12 miljoonaa koeeläintä. Määrä pikemminkin kasvaa uusien testivaatimusten myötä. • Vuonna 2011 Suomessa eläintesteissä käytettiin 136 043 eläintä • Globaalisti eläintestejä ostetaan 3 miljardin USD:n edestä (noin 12% teollisuuskemikaaleja, 12% tuholaisen torjunta-aineita, 70% lääkkeitä). • Yhden lääkkeen keskimääräiset kehityskustannukset helposti yli miljardi euroa EU on asettanut jäsenvaltioille velvoitteita • Direktiivi 2010/63/EU tieteellisiin ja opetustarkoituksiin käytettävien eläinten suojelusta edellyttää jäsenvaltioilta - Direktiivin lopullinen tavoite on eläinkokeiden korvaaminen eläinkokeettomilla testeillä. • Kosmetiikkadirektiivi kieltää kosmetiikan markkinoinnin, jos sen tai siinä olevien komponenttien testaamiseen on käytetty eläimiä (ei koske vanhoja komponentteja tai kosmetiikkaa) - Kosmetiikka toimii komission mielestä tienäyttäjänä - Kosmetiikan tulee olla turvallista. Vastuu on valmistajalla/maahantuojalla • REACH Kemikaalilaki edellyttää käytettävän eläinkokeettomia testejä, jos niitä on luotettavina saatavilla. Uusia eläintestejä saa tehdä vain ECHA:n luvalla. • Suomen hallitusohjelman mukaan koe-eläinten käyttöä tulisi vähentää Tänä päivänä kemikaalien ja lääkkeiden testaus on mahdollista pääosaltaan vain eläinkokeilla Vaikka osuvuus on huonompi kuin lantin heitossa! Lääkkekehitys on osoittanut eläinmallien heikon ennustettavuuden • Vain joka 10s lääkekandidaatti saa myyntiluvan • Lääkekehitys pysäytetään, jos ennen ihmiskokeita tai niiden aikana tehdyissä eläinkokeissa saadaan merkittäviä haittavaikutuksia. Lääkkeen lopullinen turvallisuus arvioidaan sekä pre-kliinisistä kokeista että kliinisistä kokeista saaduista tuloksista. Teho arvioidaan kliinisten kokeiden perusteella. • Lääkkeiden sivuvaikutukset aiheuttavat vuosittain (USA:n tilasto) – 2.1 miljoonaa sairaalaan joutumista – yli 100 000 kuolemaa • Lääkkeiden sivuvaikutukset aiheuttavat vuosittain (UK:n tilasto) - noin 70 000 ihmisen kuoleman tai vakavan vahingoittumisen (enemmän kuin syöpä) Lääkekehitys on osoittanut eläinmallien heikon ennustettavuuden • Eläintestit paljastavat 5-25% todennäköisyydellä lääkkeiden aiheuttamista haittatapahtumista ihmisessä ja ei tiedetä onko toksinen löydös edes relevantti ihmisessä (HRC:n tutkimusjohtaja) => 75-95% väärin • Lääkkeiden sivuvaikutusten ennustaminen 48% (FDA 1976-1985, 198 myyntilupalääkettä). Ihmisvaikutusten ennustaminen eläinkokein pulmallista – mikä laji? • Lajien välinen vaihtelu on suuri – Syöpä: Hiiren ja rotan välillä karsinogeenisuustestissä vain 53%:n korrelaatio – Lisääntymistoksiset vaikutukset: Hiiren ja rotan välillä lisääntymistoksisuustestissä vain 60%:n korrelaatio Lääkekehityksessä ja mekanismitutkimuksissa hiiritautimallit ovat paljon käytettyjä ja luotettavina pidettyjä • 99% ihmisen geeneistä on samoja kuin hiiressä => pitäisi olla ideaalimalli moniin tautitutkimuksiin kuten syöpä, sydän-verisuonitaudit, diabetes. (Eläimet kuten koirat, siat, apinat ovat vielä lähempänä geneettisesti ihmistä.) • Mutta vain 2% ihmisen sairauksista ilmenee eläimissä! Euroopan komission työryhmän tulos 21.05.2010 (Of mice and men - are mice relevant models for human diseases?) • Hiiritautimalleja on paljon käytössä vaikkakaan niiden relevanttisuudesta mallintaa ihmisvaikutuksia ei ole riittävästi näyttöä/tietoa • Löytyy geneettisesti manipuloituja hiirimalleja, jotka ovat hyviä sekä lääkkeiden kehityksessä että perusbiologian selvityksessä: Acute promyelocytic leukemiamalli (luuytimen syöpä), kroonisen kivun geeni, ruokahalua säätelevä geeni (leptiini) Löytyy paljon esimerkkejä, että hiiret mallintavat huonosti ihmistä • Tulehdus, jonka pitäisi olla lajista riippumaton: palovammat, trauma, endotoksemia, sepsis • Tähän asti noin 150 kliinistä tutkimusta on suoritettu potentiaalisilla lääkekandidaateilla estämään tulehdusta eri tyyppisillä tulehduspotilailla. Kaikki ovat epäonnistuneet. • Geenitason tutkimukset ovat osoittaneet, että mitään vastaavuutta ei ole hiiren ja ihmisen välillä (Seok et al., 2013, PubMed PMID: 23401516) Lääkkeen imeytyminen suun kautta annon jälkeen: ei mitään vastaavuutta Human vs animal bioavailability. James Harris PhD, 6th Forum on Predictive ADME/Tox held in Washington, DC September 27–29, 2006 and is adapted from data that appeared in Grass GM, Sinko PJ. Physiologically-based pharmacokinetic simulation modelling. Adv Drug Deliv Rev. 2002 Mar 31;54(3):433–5. Ihmisvaikutusten ennustaminen eläinkokein pulmallista • Syöpä: 37% ihmisille turvallista lääkkeistä aiheuttaa syöpää jyrsijässä (rotta tai/ja hiiri) • Sikiövauriot: Lääkkeet, jotka aiheuttavat sikiövaurioita ihmisessä olivat 55% negatiivisia hamsterissa ja 70% apinoissa. Monet eläinsikiöille haitalliset yhdisteet ovat turvallisia ihmisille (vitamiinit, ruokaöljy) Monien hyvien lääkkeiden kehitys olisi pysähtynyt eläinkokeisiin (jos niitä olisi ollut tuona aikana) • • • • Aspiriini Digitaalis-sydänlääke Insuliini Penisilliini Eläinkokeettomien menetelmien tilanne • On paikallisvaikutuksiin (iho, silmä) • Perimämyrkyllisyys (syövän ennustavuus) • Ihoherkistys tulossa • Kaikki paljon eläimiä kuluttavat mallit (systeeminen myrkyllisyys, sikiövauriot, syöpä) puuttuvat EU:n investoinnit • 1998-jälkeen hiiri(tauti)mallien kehitykseen on investoitu 550 miljoonaa euroa • Eläinkokeettomiin menetelmiin noin 200 miljoonaa euroa USA:n tilanne • Isoja projekteja meneillään • Uusimpana NIH:iin (National Institute of Health) perustettu oma yksikkö, jonka tarkoitus on edistää ihmissolupohjaisten kudos/elinmallien kehitystä ja käyttöönottoa lääkkeiden, diagnostiikan ja lääketieteellisten laitteiden kehittämisessä ja testaamisessa korvaamaan eläinkokeita sekä turvallisuus että tehotutkimuksissa (hiirimallit). • NIH ennustaa, että lääkkeenkehitysperiaate muuttuu: Mennään pois tautikategoriasta molekulaarisiin verkostovaikutuksiin. • Tutkimukset ovat osoittaneet, että monilla taudeilla on sama molekulaarinen reitti. (Ref. Collins: ScienceTranslationalMedicine, vol 3, issue 90, 6 July 2011) Ihomalli (esimerkki yksittäisestä elinmallista) -Soluviljelylevy, johon rakennettu keinoiho - Sovellutukset: ihosyövytys, ihoärsytys, iholäpäisevyys, genotoksisuus (mikrotumat) Ihosyövyttävyystestaus 1 2 3 1 1. 40 µl testiainetta tai positiivinen tai negatiivinen kontrolli pipetoidaan kudoksen päälle 2. Kudoksia inkuboidaan 37°C, 5% CO2 3 minuuttia and 1 tunti (3 rinnakkaista/ajankohta). 3. Pesujen jälkeen määritetään elinkykyisyys MTT-testillä 2 3 (MTT testi mittaa mitokondrion reduktaasientsyymien aktiivisuutta ja sitä kautta elinkykyisyyttä) Mallinkehitysprosessi vie aikaa ja on haasteellinen Perustutkimus Matriksi -biologinen -keinotekoinen Tekniset ratkaisut - tukirakenne -mittaustekniikka - analysointitekniikka Tutkimustasoinen malli julkaisu tieteellinen käyttö Optimoitu malli SOP käyttö turvallisuus(alustava, tukeva) ja tehotutkimuksiin Arvioi: tarve, käyttökohde, automaatiomahdollisuus Solubiologia - primaarisolut - kantasolut - iPS-solut Arvioi: tarve, käyttökohde, automaatiomahdollisuus Mallien kehittäminen tuotteeksi ja viranomaiskäyttöön Eläinkokeettomille testeille on tiukat laatuvaatimukset. Eläintestejä ei ole juurikaan validoitu. Ne on otettu vain käyttöön kun parempia ei ole ollut. Validoitu malli - laboratorion sisäinen validaatio Tarjoa ECVAM:lle OECD Validoitu malli –käyttö turvallisuustestaustestei hin liitettäväksi viranomaisdokumentaatioon www.ficam.fi Pirkanmaan liitto