Три R ( 3R ) — это руководящие принципы для более этичного использования животных в тестировании продуктов и научных исследованиях. Они были впервые описаны WMS Russell и RL Burch в 1959 году. [1] 3R:
3R имеют более широкую сферу применения, чем просто поощрение альтернатив испытаниям на животных , но направлены на улучшение благополучия животных и научного качества там, где использование животных невозможно избежать. Во многих странах эти 3R теперь четко прописаны в законодательстве, регулирующем использование животных. Обычно первую букву каждого из трех принципов «R» пишут с заглавной буквы (т. е. «Замена» вместо «замена»), чтобы избежать двусмысленности и прояснить ссылку на принципы 3R.
В 1954 году Федерация университетов по защите животных (UFAW) решила спонсировать систематические исследования прогресса гуманных методов в лабораторных условиях. [2] В октябре того же года Уильям Рассел, описанный как блестящий молодой зоолог, который оказался также психологом и классическим ученым, и Рекс Берч, микробиолог, были назначены для открытия систематического исследования лабораторных методов в их этических аспектах. В 1956 году они подготовили общий отчет для комитетов Федерации, и этот отчет лег в основу книги, которая была завершена в начале 1958 года. На протяжении большей части периода они работали со специальным консультативным комитетом под председательством профессора Питера Медавара .
В честь столетия « Происхождения видов » в начале каждой главы приведены цитаты из трудов Чарльза Дарвина .
Распространенное заблуждение относительно 3R заключается в том, что они относятся только к замене; [3] однако, их сфера применения гораздо шире. Более того, хотя 3R были разработаны для исследований на лабораторных животных, их внедрение поощрялось также в отношении сельскохозяйственных животных [4] [5] и исследований по сохранению дикой природы . [6] [7]
Замена: в оригинальной книге 3R были произвольно ограничены позвоночными. Рассел и Берч обсуждали возможность страдания в отношении чувствительности . Они использовали термин «метод замены» для любого научного метода, использующего нечувствительный материал для замены методов, которые используют сознательных живых позвоночных. [1] Этот нечувствительный материал включал высшие растения, микроорганизмы и более вырожденных метазойных эндопаразитов , которые, как они утверждали, имели нервную и сенсорную системы, которые были почти атрофированы. Они признали, что произвольное исключение беспозвоночных означало, что в нескольких контекстах эти виды можно было бы рассматривать как возможные замены для позвоночных; они назвали это «сравнительной заменой». Рассел и Берч также рассматривали уровни замены. При «относительной замене» животные все еще требуются, хотя во время эксперимента они, вероятно или наверняка, вообще не подвергаются никакому стрессу. При «абсолютной замене» животные вообще не требуются ни на какой стадии.
Стратегии замены включают в себя:
Более поздние интерпретации принципа замены предполагают предпочтительное использование неживотных методов вместо животных методов, когда это возможно для достижения тех же научных целей, т. е. беспозвоночные не считаются подходящими заменами позвоночных. Однако другие, такие как Национальный центр по замене, уточнению и сокращению животных в исследованиях (NC3Rs), выступают за использование некоторых беспозвоночных в исследованиях по замене. [8] Таким образом, термин «Замена» может относиться к использованию предположительно менее разумного вида, [9] как в «относительной замене».
Рассел и Берч, писавшие шестьдесят лет назад, не могли предвидеть некоторые из технологий, которые появились сегодня. Одна из этих технологий, 3D-клеточные культуры , также известные как органоиды или мини-органы, заменили модели животных для некоторых типов исследований. В последние годы ученые создали органоиды, которые можно использовать для моделирования болезней и тестирования новых лекарств. Органоиды растут in vitro на скаффолдах (биологических или синтетических гидрогелях, таких как Матригель ) или в культуральной среде. [10] Органоиды получают из трех видов стволовых клеток человека или животных — эмбриональных плюрипотентных стволовых клеток (ESC), взрослых соматических стволовых клеток (ASC) и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC). Эти органоиды выращиваются in vitro и имитируют структуру и функции различных органов, таких как мозг, печень, легкие, почки и кишечник. Органоиды были разработаны для изучения инфекционных заболеваний. Ученые из Университета Джонса Хопкинса разработали мини-органоиды мозга для моделирования того, как COVID-19 может влиять на мозг. [11] Исследователи использовали органоиды мозга для моделирования того, как вирус Зика нарушает развитие мозга плода. Опухоли — трехмерные клеточные культуры, полученные из клеток, взятых у пациентов-людей, — могут использоваться для изучения геномики и лекарственной устойчивости опухолей в различных органах. Органоиды также используются для моделирования генетических заболеваний, таких как муковисцидоз, [12] нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона, инфекционных заболеваний, таких как MERS-CoV и норовирус, и паразитарных инфекций, таких как Toxoplasma gondii . [10] Органоиды, полученные из клеток человека и животных, также широко используются в фармакологических и токсикологических исследованиях. [13] [14]
Сокращение: Сокращение относится к методам, которые минимизируют количество животных, используемых в исследовании. [8] Рассел и Берч предположили, что сокращение количества используемых животных может быть достигнуто несколькими способами. Один из общих способов, с помощью которого может быть достигнуто значительное сокращение, — это правильный выбор стратегий при планировании и выполнении целых направлений исследований. Второй метод — это контроль вариаций среди животных, используемых в исследованиях, а третий метод — это тщательный дизайн и анализ исследований. С появлением, развитием и доступностью компьютеров с момента появления оригинальных 3R большие наборы данных могут использоваться в статистическом анализе, тем самым сокращая количество используемых животных. В некоторых случаях, используя ранее опубликованные исследования, можно полностью избежать использования животных, избежав ненужной репликации. Современные методы визуализации в сочетании с новыми методами статистического анализа также позволяют сократить количество используемых животных, например, предоставляя большую информацию на животное. [15] [16]
Усовершенствование: Рассел и Берч писали: «Предположим, для определенной цели мы не можем использовать заменяющие методы. Предположим, что мы согласились, что будем использовать все приемы теории и практики, чтобы свести к минимуму количество животных, которых нам придется использовать. Именно в этот момент начинается усовершенствование, и его цель — просто свести к абсолютному минимуму количество страданий, причиняемых тем животным, которые все еще используются». [1] Среди областей экспериментов, которые могут быть усовершенствованы, — используемая процедура, уместность вида (его пригодность для процедуры и его реакция на лабораторную среду в целом).
Методы уточнения могут включать: [17]
Определение «Усовершенствование» развилось из определения, предложенного Расселом и Берчем. В настоящее время общепринятым является новое определение: «любой подход, который позволяет избежать или минимизировать фактическую или потенциальную боль, страдания и другие неблагоприятные эффекты, испытываемые в любой момент жизни вовлеченных животных, и который улучшает их благополучие». [18] Усовершенствование охватывает не только прямой вред, связанный с использованием животных, но и косвенный или условный вред, связанный с разведением, транспортировкой, размещением и содержанием.
Некоторые критиковали «Три R» за то, что они называют «неоднозначностями» и напряженностью в понимании и реализации различных направлений подхода – Уточнение, Сокращение и Замена. [19] Это отчасти связано с тем, что разные заинтересованные стороны (например, экспериментаторы на животных, институциональные деятели, политики, активисты и общественность) могут по-разному интерпретировать «Три R». [19] [20] Принципы «Три R» не затрагивают некоторые вопросы, такие как этика использования животных в исследованиях, и вместо этого фокусируются на улучшении гуманного использования используемых животных. [19]
Другие отметили, что продвижение 3R не смогло сократить количество животных, используемых в экспериментах. [21] [22] Однако это может быть результатом неправильного понимания определения «сокращения», не абсолютного сокращения количества используемых животных, а сокращения количества животных, используемых в исследовании. По своей природе трудно оценить количество животных, не используемых в научных процедурах в результате методов замены или сокращения, однако, несмотря на быстрый рост медицинских исследований, количество животных не увеличилось с той же скоростью. [23]
В обзоре десятков статей, в которых участвовали мыши в экспериментах с длительной болью, исследователи обнаружили, что «не было никаких ссылок на „3R “ », что в свою очередь «поднимает серьезные вопросы о том, правильно ли исследователи и учреждения применяют принципы 3R: Замена, Сокращение и Уточнение». Исследователи продолжили: [24]
Тот факт, что принципы 3R или любой из компонентов принципов 3R — «Заменить», «Сокращение» или «Уточнить» — не были упомянуты ни в одном из... исследований, говорит о том, что исследователи продолжительной боли у мышей могут не знать или быть безразличны к структуре принципов 3R и что этот аспект не считается значимым в процессе рецензирования рукописей для научных журналов... Растущая доля числа исследований... в этой статье говорит о том, что соблюдение руководств и/или требований комитета по использованию животных не приводит к значительному прогрессу с точки зрения сокращения или замены.
После обзора качества экспериментального дизайна в опубликованных журнальных статьях, [25] включая использование 3R, было обнаружено, что использование и сообщение об этих принципах были спорадическими. В результате были разработаны руководящие принципы ARRIVE (Исследования на животных: Отчетность об экспериментах на животных ) [26] и опубликованы в 2010 году. Руководящие принципы ARRIVE представляют собой список из 20 пунктов, которые должны быть представлены в публикациях, в которых использовались животные в научных исследованиях, включая расчеты размера выборки, подробные описания использованного обогащения окружающей среды и оценки, связанные с благополучием, сделанные в ходе исследования. Многие журналы теперь требуют от авторов соблюдать руководящие принципы ARRIVE при подготовке рукописей. [27] Последующий обзор, опубликованный в 2014 году [28], показал, что по-прежнему наблюдаются низкие уровни отчетности по некоторым элементам, таким как отчетность о соответствующих статистических методах и избежание предвзятости.
В ходе опроса ученых в Португалии, которые недавно прошли обучение по методу «Три Р», исследователи обнаружили, что «удивительно большое количество исследователей не знали о принципе «Три Р», даже те, кто работал с животными-моделями более 10 лет», и что последующее обучение по методу «Три Р» «не изменило восприятия текущих и будущих потребностей в использовании животных в исследованиях», но повысило уровень знаний о применении метода «Три Р» [29]. Авторы обнаружили, что предоставленное ими обучение «по-видимому, мало повлияло на принятие исследователями альтернативных вариантов использования животных» [29] .
Существует ряд организаций, которые продвигают внедрение 3R и методов, которые избегают использования животных в исследованиях. Среди самых первых — FRAME ( Фонд по замене животных в медицинских экспериментах ) в Великобритании, созданный в 1969 году. ZEBET (Центральная организация по замене животных в медицинских экспериментах) была основана в Германии в 1989 году как первое государственное учреждение с мандатом на сокращение экспериментов на животных на научной основе. Министерство внутренних дел Великобритании возглавило Межведомственную группу по сокращению, уточнению и замене, которая ставит своей целью улучшение применения 3R и содействие исследованиям альтернатив, сокращение потребности в тестировании на токсичность за счет лучшего обмена данными и поощрение проверки и принятия альтернатив. Группа сообщила министрам, что существует поддержка создания органа, который будет действовать как средство для лучшей рекламы и координации того, что уже сделано путем исследования 3R. В мае 2004 года в Великобритании было объявлено, что NC3R будет действовать в качестве координационного центра для исследований 3R. [30] Хотя принципы 3R подразумевались в законодательстве Великобритании в соответствии с Законом о животных (научные процедуры) (1986) , Директива 2010/63/EU, регулирующая использование животных в Европейском союзе [31], делает принципы явными, и исследователи должны продемонстрировать использование методов замены, сокращения и уточнения в исследованиях с участием животных. Директива ввела новый уровень прозрачности, чтобы помочь прогрессу в направлении возможной замены использования животных в науке и сыграла важную роль в ускорении конкретного применения 3R и создании учреждений и центров, занимающихся распространением, образованием и исследованиями на основе Принципов по всей Европе. На сегодняшний день такие центры существуют в Австрии, Бельгии, Дании, Германии, Ирландии, Италии, Люксембурге, Нидерландах, Норвегии, Испании, Швеции и Швейцарии. [32]