Métodos alternativos en la evaluación toxicológica de sustancias químicas

La evaluación toxicológica de sustancias químicas es un proceso científico-técnico que permite definir los efectos adversos de sustancias químicas y sus mezclas, sobre los órganos diana, así como predecir la relación dosis-respuesta. Además, permite establecer valores de referencia y clasificar estas sustancias, con el objetivo de conseguir un uso seguro tanto para la salud humana como para el medioambiente. La definición de la toxicidad de una sustancia requiere la realización en el laboratorio de diferentes ensayos con animales, siguiendo unos protocolos estrictos donde en todo momento se evita la crueldad y el sufrimiento de estos animales.

A pesar de la gran utilidad de estos ensayos toxicológicos, hay una gran presión pública y de los propios científicos, para buscar alternativas a los ensayos toxicológicos con animales. Existe una tendencia creciente y aceptada de aplicar el principio de las tres Erres en la investigación con animales, hecho que se manifiesta en las propias legislaciones de los países que regulan el uso de animales en procedimientos científicos. El principio de las tres Erres se aborda en La Directiva 2010/63/UE, aprobada en el 2010. Todo ello ha llevado a promocionar la investigación de métodos alternativos frente a los tradicionales.

El principio de las Tres Erres o métodos alternativos a la experimentación animal fue enunciado por primera vez en el libro Principles of Humane Experimental Technique (1959) por dos científicos británicos, el zoólogo William Russel y el microbiólogo Rex Burch. Se estableció que para que los experimentos con animales se consideraran éticos o fueran aceptables, deberían seguir siempre el principio de las Tres Erres (Reemplazo, Reducción y Refinamiento). Por primera vez se publicaban los estándares mínimos y aceptables para investigar con animales.  La primera Erre de Reemplazo, fomenta los métodos que ayuden a reemplazar el uso de animales por otros sistemas biológicos, como por ejemplo el uso de cultivos celulares. Con la segunda Erre de Reducción se potencian métodos que ayuden a reducir el número de animales que se usan en experimentos. La tercera Erre de Refinamiento permite minimizar cualquier dolor o angustia y mejorar el bienestar animal, así como las condiciones y técnicas en la realización del experimento. Cuando aplicar el reemplazo no es posible, las otras dos Erres son las protagonistas para reducir el número de animales en experimentación animal.

Los beneficios éticos de promocionar las Tres Erres en investigación son claros ya que se elimina el uso de los animales y se mejora su bienestar, minimizando el sufrimiento y el dolor ocasionados en los animales de experimentación.  A nivel científico, muchos de los métodos de reemplazo permiten utilizar los últimos avances científicos y suelen ser más económicos pues consiguen una mayor eficacia experimental en menos tiempo. La no utilización de animales facilita la tramitación de toda la documentación necesaria para la realización de cualquier experimento; pero a día de hoy, la experimentación animal en investigación biomédica y en toxicología son de incalculable valor y parece imposible el reemplazo total del uso de animales. Los científicos están trabajando en la búsqueda de nuevos métodos para refinar los experimentos con animales, que en un futuro constituirá una manera diferente de hacer ciencia.

Los principales métodos alternativos implican diferentes estrategias, las más relevantes son: a) utilizar organismos tales como bacterias, hongos, protozoos, algas, plantas o invertebrados de forma que sustituyan a los animales de laboratorio en los experimentos; b) utilizar modelos matemáticos y computacionales (in silico) de predicción e integración de datos; c) utilizar embriones en las etapas iniciales de peces, anfibios, reptiles, pájaros, y mamíferos; d) usar métodos in vitro: órganos, cultivos celulares; d) utilizar Estrategias de Experimentación Integradas (Integrated Texting Strategies o ITS) entre otras. A día de hoy, los métodos con invertebrados, embriones, y los sistemas in vitro e in silico, tales como cultivos celulares y la modelización juegan un importante papel en complementar los estudios e investigación con modelos animales sin llegar a constituir su reemplazo total, pero constituye un avance notable impensable hace 60 años.

En España, el Centro Nacional de Sanidad Ambiental, del Instituto de Salud Carlos III, está implicado en el desarrollo de ensayos alternativos a la experimentación animal con el objetivo de investigar los efectos en la salud de las sustancias químicas. En particular, se está trabajando con cultivos celulares y embriones de pez cebra para evaluar los efectos toxicológicos de nanoplásticos y metilmercurio, con especial atención a los efectos en el neurodesarrollo. La ciencia sigue avanzando, y en un futuro los métodos alternativos serán una de las estrategias más utilizadas tanto en toxicología como en biomedicina.

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