Las tres R (investigación con animales)

Las tres R ( 3Rs ) son principios rectores para un uso más ético de los animales en las pruebas de productos y la investigación científica. Fueron descritas por primera vez por WMS Russell y RL Burch en 1959. ^[1] Las 3R son:

1. Sustitución : métodos que evitan el uso de animales en la investigación.
2. Reducción : uso de métodos que permitan a los investigadores minimizar el número de animales necesarios para obtener información fiable y útil.
3. Refinamiento : uso de métodos que alivien o minimicen el dolor potencial, el sufrimiento, la angustia o el daño duradero y mejoren el bienestar de los animales utilizados.

Las 3R tienen un alcance más amplio que simplemente fomentar alternativas a la experimentación con animales , pero apuntan a mejorar el bienestar animal y la calidad científica cuando no se puede evitar el uso de animales. En muchos países, estas 3R están ahora explícitas en la legislación que regula el uso de animales. Es habitual escribir con mayúscula la primera letra de cada uno de los tres principios de las 3R (es decir, "Reemplazo" en lugar de "reemplazo") para evitar ambigüedades y aclarar la referencia a los principios de las 3R.

En 1954, la Federación de Universidades para el Bienestar Animal (UFAW) decidió patrocinar una investigación sistemática sobre el progreso de las técnicas humanitarias en el laboratorio. ^[2] En octubre de ese año, William Russell, descrito como un joven zoólogo brillante que también era psicólogo y erudito clásico, y Rex Burch, un microbiólogo, fueron designados para inaugurar un estudio sistemático de las técnicas de laboratorio en sus aspectos éticos. En 1956, prepararon un informe general para los comités de la Federación, y este informe formó el núcleo del libro que se completó a principios de 1958. Durante gran parte del período trabajaron con un Comité Consultivo especial, presidido por el Profesor Peter Medawar .

Como contribución al centenario de El origen de las especies , las citas que encabezan cada capítulo son todas de las obras de Charles Darwin .

Un error común sobre las 3R es pensar que se refieren únicamente al reemplazo; ^[3] sin embargo, su alcance es mucho más amplio. Además, si bien las 3R fueron diseñadas para la investigación en modelos animales de laboratorio, su implementación también se ha fomentado en animales de granja ^{[4] [5]} y en la investigación de conservación de la vida silvestre . ^{[6] [7]}

Reemplazo: En el libro original, las 3R se restringieron, arbitrariamente, a los vertebrados. Russell y Burch discutieron la posibilidad de sufrimiento con referencia a la sensibilidad . Usaron el término "técnica de reemplazo" para cualquier método científico que use material no sensible para reemplazar métodos que usan vertebrados vivos conscientes. ^[1] Este material no sensible incluía plantas superiores, microorganismos y los endoparásitos metazoarios más degenerados que, según argumentaron, tenían sistemas nerviosos y sensoriales que estaban casi atrofiados. Reconocieron que la exclusión arbitraria de los invertebrados significaba que, en varios contextos, estas especies podrían considerarse como posibles reemplazos para sujetos vertebrados; denominaron a esto "sustitución comparativa". Russell y Burch también consideraron niveles de reemplazo. En el "reemplazo relativo", los animales aún son necesarios, aunque durante un experimento no están expuestos, probablemente o con certeza, a ningún sufrimiento en absoluto. En el "reemplazo absoluto", los animales no son necesarios en absoluto en ninguna etapa.

Las estrategias de reemplazo incluyen:

1. Cultivo de tejidos
2. Órganos perfundidos
3. Rebanadas de tejido
4. Fracciones celulares
5. Fracciones subcelulares

Las interpretaciones más recientes del principio de reemplazo sugieren el uso preferente de métodos no animales en lugar de métodos animales siempre que sea posible lograr los mismos objetivos científicos, es decir, los invertebrados no se consideran sustitutos adecuados de los vertebrados. Sin embargo, otros, como el Centro Nacional para el Reemplazo, Refinamiento y Reducción de Animales en Investigación (NC3Rs), abogan por el uso de algunos invertebrados en estudios de reemplazo. ^[8] Por lo tanto, el término "reemplazo" puede referirse al uso de una especie supuestamente menos sensible, ^[9] como en "reemplazo relativo".

Hace seis décadas, Russell y Burch no podían prever algunas de las tecnologías que han surgido hoy. Una de estas tecnologías, los cultivos de células en 3D , también conocidos como organoides o miniórganos, han sustituido a los modelos animales en algunos tipos de investigación. En los últimos años, los científicos han producido organoides que pueden utilizarse para modelar enfermedades y probar nuevos fármacos. Los organoides crecen in vitro en andamios (hidrogeles biológicos o sintéticos como Matrigel ) o en un medio de cultivo. ^[10] Los organoides se derivan de tres tipos de células madre humanas o animales: células madre pluripotentes embrionarias (ESC), células madre somáticas adultas (ASC) y células madre pluripotentes inducidas (iPSC). Estos organoides se cultivan in vitro e imitan la estructura y función de diferentes órganos como el cerebro, el hígado, los pulmones, los riñones y el intestino. Los organoides se han desarrollado para estudiar enfermedades infecciosas. Los científicos de la Universidad Johns Hopkins han desarrollado miniorganoides cerebrales para modelar cómo el COVID-19 puede afectar al cerebro. ^[11] Los investigadores han utilizado organoides cerebrales para modelar cómo el virus del Zika altera el desarrollo cerebral fetal. Los tumoroides (cultivos celulares en 3D derivados de células biopsiadas de pacientes humanos) se pueden utilizar para estudiar la genómica y la resistencia a los fármacos de los tumores en diferentes órganos. Los organoides también se utilizan para modelar enfermedades genéticas como la fibrosis quística, ^[12] enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson, enfermedades infecciosas como el MERS-CoV y el norovirus, e infecciones parasitarias como Toxoplasma gondii . ^[10] Los organoides derivados de células humanas y animales también se utilizan ampliamente en la investigación farmacológica y toxicológica. ^{[13] [14]}

Reducción: La reducción se refiere a los métodos que minimizan el número de animales utilizados por estudio. ^[8] Russell y Burch sugirieron que se podría lograr una reducción en el número de animales utilizados de varias maneras. Una forma general en la que se puede lograr una gran reducción es mediante la elección correcta de estrategias en la planificación y ejecución de líneas completas de investigación. Un segundo método es mediante el control de la variación entre los animales utilizados en los estudios, y un tercer método es el diseño y análisis cuidadoso de los estudios. Con la llegada, el desarrollo y la disponibilidad de las computadoras desde las 3R originales, se pueden utilizar grandes conjuntos de datos en el análisis estadístico, reduciendo así el número de animales utilizados. En algunos casos, al utilizar estudios publicados previamente, se puede evitar por completo el uso de animales al evitar la replicación innecesaria. Las técnicas de imágenes modernas en conjunción con nuevos métodos de análisis estadístico también permiten reducir el número de animales utilizados, por ejemplo, al proporcionar mayor información por animal. ^{[15] [16]}

Refinamiento: Russell y Burch escribieron: "Supongamos que, para un propósito particular, no podemos utilizar técnicas de reemplazo. Supongamos que se acuerda que utilizaremos todos los recursos de la teoría y la práctica para reducir al mínimo el número de animales que tenemos que emplear. Es en este punto donde comienza el refinamiento, y su objetivo es simplemente reducir al mínimo absoluto la cantidad de sufrimiento impuesto a los animales que todavía se utilizan". ^[1] Entre las áreas de experimentos que se pueden refinar se encuentran el procedimiento que se va a utilizar, la idoneidad de la especie (su idoneidad para el procedimiento y sus respuestas a un entorno de laboratorio en general).

Las técnicas de refinamiento pueden incluir: ^[17]

1. Técnicas no invasivas
2. Regímenes anestésicos y analgésicos adecuados para el alivio del dolor.
3. Entrenar a los animales para que cooperen voluntariamente con los procedimientos (por ejemplo, la toma de muestras de sangre) para que tengan un mayor control sobre el procedimiento reduce la angustia.
4. Provisión de viviendas apropiadas para las especies y enriquecimiento ambiental que satisfaga las necesidades físicas y de comportamiento de los animales (por ejemplo, brindando oportunidades para que los roedores aniden)

La definición de refinamiento ha evolucionado a partir de la proporcionada por Russell y Burch. Ahora se acepta comúnmente una definición más nueva: "cualquier enfoque que evite o minimice el dolor, la angustia y otros efectos adversos reales o potenciales experimentados en cualquier momento durante la vida de los animales involucrados, y que mejore su bienestar". ^[18] El refinamiento abarca no solo los daños directos asociados con el uso de animales, sino también los daños indirectos o contingentes asociados con la crianza, el transporte, el alojamiento y la cría.

Algunos han criticado las Tres R por lo que llaman "ambigüedades" y tensiones en la comprensión e implementación de diferentes aspectos del enfoque: Refinamiento, Reducción y Reemplazo. ^[19] Esto se debe, en parte, a que diferentes partes interesadas (por ejemplo, experimentadores con animales, figuras institucionales, formuladores de políticas, activistas y el público) pueden interpretar las Tres R de manera diferente. ^{[19] [20]} Los principios de las 3 R no abordan algunas cuestiones, como la ética del uso de animales en la investigación y se centran en cambio en mejorar el uso humano de los animales que se utilizan. ^[19]

Otros han señalado que la promoción de las 3R no ha logrado reducir el número de animales utilizados en experimentos. ^{[21] [22]} Sin embargo, esto puede ser el resultado de un malentendido de la definición de "Reducción", no una reducción absoluta en el número de animales utilizados, sino una reducción en el número de animales utilizados por estudio. Por su naturaleza, es difícil estimar el número de animales no utilizados en procedimientos científicos como resultado de las técnicas de Reemplazo o Reducción; sin embargo, a pesar del rápido aumento en la investigación médica, el número de animales no ha aumentado al mismo ritmo. ^[23]

En una revisión de docenas de artículos que involucraban ratones en experimentos de dolor prolongado, los investigadores encontraron que "no había referencias a las '3R ' ", lo que a su vez "plantea serias preguntas sobre si los principios de las 3R de Reemplazo, Reducción y Refinamiento están siendo implementados apropiadamente por los investigadores y las instituciones". Los investigadores continuaron, ^[24]

El hecho de que las 3R o cualquiera de los componentes de las 3R (reemplazar, reducir o refinar) no se hayan mencionado en ninguno de los... estudios sugiere que los investigadores del dolor prolongado en ratones pueden no ser conscientes o ser indiferentes al marco de las 3R y que este aspecto no se considera relevante en el proceso de revisión por pares de manuscritos para revistas científicas... [L]a creciente proporción del número de estudios... en este documento sugiere que el cumplimiento de las directrices o los requisitos del comité de uso de animales no se está traduciendo en un progreso significativo desde una perspectiva de reducción o reemplazo.

Tras una revisión de la calidad del diseño experimental en artículos de revistas publicados, ^[25] incluido el uso de las 3R, se encontró que el uso y la notificación de estos principios era esporádico. Como resultado, se desarrollaron las directrices ARRIVE (Investigación con animales: notificación de experimentos in vivo ) ^[26] y se publicaron en 2010. Las directrices ARRIVE presentan una lista de 20 puntos de elementos que deben informarse en publicaciones que han utilizado animales en investigación científica, incluidos cálculos de tamaño de muestra, descripciones explícitas del enriquecimiento ambiental empleado y evaluaciones relacionadas con el bienestar realizadas durante el estudio. Muchas revistas ahora requieren que los autores cumplan con las directrices ARRIVE en la preparación de manuscritos. ^[27] Una revisión de seguimiento publicada en 2014 ^[28] encontró que todavía había niveles bajos de notificación de algunos elementos, como la notificación de métodos estadísticos apropiados y la evitación de sesgos.

En una encuesta realizada a científicos en Portugal que habían recibido recientemente formación sobre las tres R, los investigadores descubrieron que "un número sorprendentemente grande de investigadores desconocían el principio de las tres R, incluso aquellos que habían trabajado con modelos animales durante más de 10 años" y que la formación posterior sobre las tres R "no cambió las percepciones sobre las necesidades actuales y futuras del uso de animales en la investigación", pero sí aumentó el conocimiento de la aplicación de las tres R ^[29]. Los autores descubrieron que la formación que proporcionaron "parece tener poca influencia en la aceptación por parte de los investigadores de alternativas de reemplazo al uso de animales". ^[29]

Existen varias organizaciones que promueven la aplicación de las 3R y métodos que evitan el uso de animales en la investigación. Entre las primeras se encuentra FRAME ( Fondo para la sustitución de animales en experimentos médicos ) en el Reino Unido, creado en 1969. La ZEBET (Zentralstelle zur Erfassung und Bewertung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden zum Tierversuch) se fundó en Alemania en 1989, como la primera institución gubernamental con el mandato de reducir los experimentos con animales sobre una base científica. El Ministerio del Interior del Reino Unido dirigió el Grupo Interdepartamental sobre Reducción, Refinamiento y Sustitución, cuyo objetivo es mejorar la aplicación de las 3R y promover la investigación de alternativas, reduciendo la necesidad de pruebas de toxicidad mediante un mejor intercambio de datos y fomentando la validación y aceptación de alternativas. El Grupo informó a los Ministros que existía apoyo para un organismo que actuaría como un medio para dar a conocer y coordinar mejor lo que ya se hace en materia de investigación sobre las 3R. En mayo de 2004, se anunció en el Reino Unido la NC3Rs para actuar como punto focal para la investigación sobre las 3Rs. ^[30] Aunque los principios de las 3Rs estaban implícitos en la legislación del Reino Unido bajo la Ley de Animales (Procedimientos Científicos) (1986) , la Directiva 2010/63/UE que regula el uso de animales dentro de la Unión Europea ^[31] hace explícitos los principios y los investigadores deben demostrar el uso de técnicas de Reemplazo, Reducción y Refinamiento en la investigación con animales. La Directiva introdujo un nuevo nivel de transparencia para ayudar a avanzar hacia la eventual sustitución del uso de animales en la ciencia y fue fundamental para acelerar la aplicación concreta de las 3Rs y el establecimiento de instituciones y centros dedicados a la difusión, educación e investigación basados ​​en los Principios en toda Europa. Hasta la fecha existen centros de este tipo en Austria, Bélgica, Dinamarca, Alemania, Irlanda, Italia, Luxemburgo, Países Bajos, Noruega, España, Suecia y Suiza. ^[32]

• El cubo de Bateson

• WMS Russell y RL Burch, The Principles of Humane Experimental Technique (1959), edición digital gratuita, Centro Johns Hopkins para Alternativas a la Experimentación con Animales (CAAT)
• Alternativas 3R: tecnologías y enfoques, Centro de información sobre bienestar animal, Biblioteca Nacional de Agricultura (USDA)