انجام مطالعات علمی بدون آزمایشات حیوانی با کمک فناوری جدید

به گزارش مجله تیتر ۱۲ به نقل از ایسنا، حیوانات از دیرباز بخش بزرگی از توسعه علم بوده‌اند. آنها به آزمایش ایمنی غذاها و داروها کمک می‌کنند. آزمایش حیوانی کمک می‌کند تا اطمینان حاصل شود که بسیاری از محصولات تولیدی ایمن خواهند بود، اما حیوانات همیشه بهترین راه برای مطالعه نحوه تعامل اینها با انسان‌ها نیستند. این امر بسیاری از دانشمندان را به مطالعه در مورد جایگزین‌ آنها سوق می‌دهد.

به نقل از ساینس‌نیوزاکسپلور، رفاه حیوانات یکی از دلایل مهم جایگزینی آنهاست. علاوه بر این، حیوانات آزمایشگاهی پرهزینه هستند و رشد آنها زمان زیادی می‌برد. همچنین دلایل علمی برای جستجوی جایگزین‌ها وجود دارد. حیوانات مدل‌های کاملی برای انسان‌ها نیستند.

«نیکول کلین‌استروئر»(Nicole Kleinstreuer) سرپرست برنامه‌ای برای یافتن جایگزین‌ برای حیوانات در «موسسه ملی سلامت»(NIH) است. تیم «کلینستروئر» در حال توسعه پیشرفت‌های جدیدی بر اساس زیست‌شناسی انسان است. امید این است که این رویکرد نه تنها به تحقیقات بهتر منجر شود، بلکه آن را سریع‌تر کند و بتواند آن را با هزینه کمتر انجام دهد.

امروزه از دانشمندان خواسته می‌شود بهترین روش‌های موجود را پیدا کنند که ممکن است شامل حیوانات آزمایشگاهی نباشد. آنها در حال توسعه راه‌هایی برای پیشبرد تحقیقاتی هستند که فراتر از حیوانات آزمایشگاهی است.

بکارگیری هوش مصنوعی

پیشرفت‌ها در «هوش مصنوعی»(AI) به کاهش نیاز به حیوانات در برخی مطالعات کمک کرده است. دانشمندان می‌توانند از «هوش مصنوعی» برای سرعت بخشیدن یا جایگزینی مراحل در کار خود استفاده کنند.

«کلین‌استروئر» آن را «هوش مصنوعی تقویت‌شده»(augmented AI) توصیف می‌کند. «هوش مصنوعی» همچنین ممکن است پیش‌بینی کند که انسان‌ها چگونه به یک دارو یا محصول واکنش نشان خواهند داد. این امر می‌تواند نیاز به آزمایش ترکیباتی را که ممکن است مفید نباشند یا مشکلاتی ایجاد کنند، از بین ببرد.

در یک مطالعه، یک مدل «هوش مصنوعی» ۱۹۰ هزار ماده شیمیایی را برای ارزیابی سمیت غربال کرد که دقت آن ۸۷ درصد بود و عملکرد آن بهتر از آزمایش‌های مکرر روی حیوانات بود. این به طور چشمگیری تعداد مواردی را که باید در حیوانات آزمایش می‌شدند، کاهش داد و موجب صرفه‌جویی در زمان و پول زیادی شد.

دانشمندان با کمک «هوش مصنوعی» در کمتر از یک سال دو واکسن کووید-۱۹ را توسعه دادند. «هوش مصنوعی» حتی ممکن است بتواند جایگزین برخی از حیوانات آزمایشگاهی شود. این سامانه در آینده، ممکن است برای پیش‌بینی عوارض جانبی داروها در افراد یا بهترین دوز برای استفاده، به کار رود.

اندام‌های کوچک

برخی از آزمایش‌ها نیازی به آزمایش بر روی یک حیوان کامل ندارند، بلکه فقط یک اندام یا نوعی بافت کافی است. برخی از دانشمندان اکنون به جای اندام‌های حیوانی، از «اندام‌های روی تراشه» استفاده می‌کنند. آنها کمی شبیه به تراشه‌های رایانه‌ای هستند، اما به جای الکترونیک، حاوی بافت زنده هستند. دانشمندان می‌توانند سلول‌ها را به صورت سه‌بعدی مستقیماً روی تراشه در لایه‌ها یا الگوهای دیگر چاپ کنند. سپس این تراشه‌های کوچک پاسخ‌های اندام‌ها یا سایر بافت‌ها را تقلید می‌کنند.

«کلین‌استروئر» می‌گوید: آنها از هیجان‌انگیزترین پیشرفت‌ها در این زمینه هستند. شما می‌توانید یک کبد روی تراشه، یک ریه روی تراشه یا حتی یک مغز کوچک روی تراشه داشته باشید. 

چنین تراشه‌هایی می‌توانند در یافتن سریع درمان‌ها در طول بیماری‌های واگیردار در آینده، بدون استفاده از حیوانات مفید باشند. دانشمندان اکنون در حال کار بر روی راه‌هایی برای اتصال این اندام‌های کوچک به یکدیگر هستند. این کار می‌تواند به آنها کمک کند تا بررسی کنند که چگونه تغییرات در یک اندام ممکن است بر دیگری تأثیر بگذارد.

«کلین‌استروئر» پیش‌بینی می‌کند که روزی ما یک بدن روی تراشه خواهیم داشت و همانطور که یک موش مدل کاملی برای انسان نیست، یک انسان نیز همیشه مدل کاملی برای انسان دیگر نیست.

به همین دلیل دانشمندان در تلاش‌اند تا این تراشه‌ها را شخصی‌سازی کنند.

پوست و استخوان

«لیام گروور»(Liam Grover) دانشمند فناوری مراقبت‌های بهداشتی در «دانشگاه بیرمنگام»(Birmingham) در انگلستان است. وی برای مطالعات خود از پوستی شبیه‌سازی شده روی تراشه استفاده می‌کنند. وی همچنین یک مدل مینیاتوری از استخوان نیز ساخته است که می‌تواند از آن برای غربالگری داروهایی که ممکن است به استخوان‌ها آسیب برسانند، استفاده کند. 

«کلین‌استروئر» خاطرنشان کرد: ما در حال قدم برداشتن به سمت آینده‌ای هستیم که بتوانیم تعداد حیوانات مورد نیاز در آزمایش‌ها را کاهش دهیم. این تغییرات سامانه‌های بهتری را بر اساس زیست‌شناسی انسان ایجاد خواهد کرد و این علم بهتری است.

پایان