Reduir l’ús d’animals en la recerca toxicològica amb ciència de dades i intel·ligència artificial

Un nou projecte europeu coordinat des del MELIS-UPF busca reduir fins un 25% l’ús dels animals d’experimentació en l’avaluació de la seguretat dels fàrmacs creant grups d’animals control virtuals.

Substituir els grups de control (que representen un 25% dels animals utilitzats en estudis de seguretat de fàrmacs i químics) per animals virtuals tindria un impacte significatiu en el nombre d'animals utilitzats. Imatge creada per Inés Fuentes a partir de Unsplash (Markus Spiske) i Pixabay (Shutterbug75).

L’experimentació animal ha estat clau al llarg de la història per a nombrosos avenços en molts camps de la ciència i la medicina. Però també suscita importants qüestions ètiques respecte a l’ús dels animals en benefici dels humans. 

En les darreres dècades, la controvèrsia al voltant d’aquesta pràctica ha donat lloc a moltes millores en la seva regulació. Un exemple són les 3R, uns principis formulats ja als anys 60 que  demanen accions concretes per aconseguir el Reemplaçament, la Reducció, i el Refinament de l’ús dels animals en la investigació. També les regulacions de la Unió Europea són cada vegada més estrictes en exigir una reducció gradual de l’ús dels animals d’experimentació.  

Però en molts casos els animals són encara essencials per a la recerca, i fins i tot legalment requerits en el cas de l’avaluació de medicines i productes químics per ús humà

Grups control 

“Quan es fa ús de models animals en projectes de recerca bàsica o en estudis preclínics que estudien l’eficàcia i la seguretat de noves aproximacions terapèutiques, hi ha animals que reben el principi actiu o molècula a estudiar i d’altres que no. Aquests darrers – el grup control – són essencials per obtenir resultats que, en ser comparats amb els observats en els animals tractats, permetran discernir el efectes associats al propi tractament d’aquells deguts a factors inherents dels propis animals o a factors ambientals”, explica Joan Antoni Fernández Blanco, cap de l’animalari del PRBB. 

Els animals de control representen un 25% dels animals utilitzats en estudis de seguretat de medicaments i productes químics. 

Ara, el projecte europeu VICTR3 (Virtual Control animals 3R), coordinat des d’aquest setembre per Ferran Sanz del Departament de Medicina i Ciències de la vida, Universitat Pompeu Fabra (MELIS-UPF) vol utilitzar dades d’estudis previs per a crear models controls virtuals que podrien substituir als animals controls, que es fan servir en estudis d’avaluació de la seguretat dels fàrmacs i d’altres substàncies químiques. Per a fer-ho, aplicaran ciència de dades i intel·ligència artificial a la gran quantitat de dades acumulades per la indústria farmacèutica al llarg dels anys. 

Reutilització, compartició i ciència de dades 

Segons Ferran Sanz, catedràtic de la UPF i coordinador del projecte, “La reutilització i la compartició de dades, així com l’aplicació de les noves tècniques de ciència de dades, generen grans oportunitats per implementar els principis 3R en la utilització d’animals en experimentació preclínica”.  

Això és justament el què pretén fer el projecte VICTR3 per reduir el nombre d’animals utilitzats en els estudis de seguretat o toxicitat de fàrmacs

“Analitzarem dades històriques de la indústria farmacèutica i utilitzarem mètodes generatius d’intel·ligència artificial per recrear animals virtuals que puguin substituir als animals control”
Manuel Pastor, MELIS-UPF

Analitzarem dades històriques de la indústria farmacèutica d’avaluacions preclíniques de fàrmacs amb animals reals. Però en alguns casos on no hi ha prou dades, utilitzarem mètodes generatius d’intel·ligència artificial i d’aprenentatge automàtic per recrear animals virtuals completament sintètics”, explica el professor de la UPF Manuel Pastor que s’encarregarà de coordinar l’aplicació d’algorismes d’intel·ligència artificial

Bo pels animals i per la butxaca 

Segons paraules del propis equips investigadors, aquests models virtuals aportaran, com a resultat de la disminució de l’ús d’animals, tant valor ètic com beneficis econòmics.  

Cal pensar que la recerca amb models animals és molt costosa. “Per posar-ho en perspectiva, tindria un cost entre 10 i 100 vegades superior que un estudi equivalent in vitro o in silico”, explica el cap de l’animalari del PRBB. Així doncs, des d’un punt de vista purament econòmic, la recerca amb animals no seria la primera opció. “Si es duu a terme, és després d’haver exhaurit les alternatives més econòmiques i quan es considera imprescindible per obtenir certa informació crucial que no es pot aconseguir mitjançant altres mètodes”, conclou. 

“La recerca amb models animals és molt costosa, entre 10 i 100 vegades superior a un estudi equivalent in vitro o in silico. Només s’utilitza si és imprescindible”
Joan Antoni Fernández Blanco, cap de l’animalari del PRBB. 

Per això, la informació generada serà accessible no tal sols per als socis del consorci sinó també per agents reguladors per demostrar la validesa del concepte d’animals control virtuals.  

“Els animals virtuals tenen sentit en estudis duts a terme en condicions molt controlades, com les que s’exigeixen a les empreses químiques o farmacèutiques per obtenir autoritzacions de comercialització. L’aplicació d’aquestes tècniques en altres àmbits no és tan senzilla, però s’estudiarà per veure si es pot estendre el concepte a altres estudis en entorns acadèmics” La professora Olga Valverde de la UPF, co-liderarà aquesta part del projecte. 

Un projecte amb història al PRBB 

El projecte ha celebrat la seva primera trobada el 26-27 de Setembre a Barcelona. VICTR3 té una durada de tres anys i mig i està emmarcat dins la iniciativa europea pública-privada Innovative Health Initiative (IHI). Té un pressupost de 28 milions d’euros, finançats amb fons públics i privats aproximadament al 50%. Hi participen 33 institucions, entre elles 19 empreses farmacèutiques que són referents en el sector. 

Tot i que VICTR3 s’estrena aquest setembre, el concepte de Grup de Control Virtual (GCV) va néixer del projecte eTRANSAFE, també coordinat per Ferran Sanz des del PRBB. Aquest projecte tenia com objectiu millorar la qualitat de les proves de toxicitat que es realitzen en medicaments potencials abans de ser provats en humans. Utilitzant la gran quantitat de dades d’experimentació preclínica que empreses farmacèutiques havien acumulat al llarg dels anys, els equips investigadors d’eTRANSAFE es van adonar que les dades dels grups control es podien aprofitar per crear grups de control virtuals i van demostrar la viabilitat del concepte VGC. 

Ara volen perfeccionar la metodologia perquè els controls virtuals es puguin utilitzar a la pràctica mantenint els més alts estàndards de les pràctiques científiques i així puguin ser utilitzats en l’avaluació de nous medicaments per part de les agències reguladores. 

“S’ha previst presentar els resultats a diversos organismes reguladors i iniciar-hi la discussió perquè aquesta metodologia sigui acceptada. Estem convençuts que la prendran en consideració”, diu Pastor. I afegeix: “És la nostra responsabilitat generar proves convincents que la seva aplicació no compromet la validesa científica dels estudis i que aquests protegeixen la població igual o millor que els estudis actuals”. 

“El que volem és aconseguir l’acceptació del concepte de grups control virtals per part de les agències reguladores
Ferran Sanz (MELIS-UPF)

L’equip internacional confia que posseeix l’experiència i la capacitat per canviar el paradigma regulador en les proves de seguretat preclíniques. “En última instància, el que volem és aconseguir l’acceptació del concepte VGC per part de les agències reguladores”, conclou Ferran Sanz, líder del projecte.  

Si ho aconsegueixen, serà un pas de gegant en l’aplicació de les 3R a l’experimentació animal i per un major equilibri entre un ús ètic dels animals en la recerca i el millor avenç científic

Leave a Reply

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *