En la búsqueda de una ciencia más ética, la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OECD) ha desarrollado varias directrices que validan métodos alternativos a la experimentación animal, conocidas como “OECD Test Guidelines o Guidance Documents" e identificables con códigos específicos, por ejemplo, TG No. 431 para ensayos de irritación dérmica o DG No. 34 validación y aceptación internacional de métodos nuevos o actualizados para la evaluación de riesgos, que representan un gran avance para facilitar la implementación de métodos alternativos.

Su validación sigue un proceso riguroso, desde estudios de reproducibilidad hasta una aceptación regulatoria (OECD, 2006). Entre las pruebas con más alto índice de postulación para validar están los ensayos in vitro con modelos de piel reconstruida para evaluar toxicidad, el uso de líneas celulares o métodos in chemico para evaluar los efectos de diferentes sustancias y las simulaciones computacionales o pruebas in silico para predecir las respuestas biológicas de cultivos celulares, organoides u órganos en chip. Estas metodologías disminuyen el uso de animales y ofrecen resultados más rápidos, reproducibles e incluso menos costosos que los métodos tradicionales (Park, 2024). Existen más iniciativas que buscan revolucionar la evaluación de la seguridad de productos químicos y médicos, y que con la colaboración de agencias nacionales, la comunidad científica y el público, pueden expeditar el desarrollo y uso de métodos alternativos, generalmente conocidos como NAMs (ICCVAM, 2018). La implementación de estos métodos en los laboratorios es clave para garantizar prácticas seguras y responsables en sectores como la cosmética, la farmacéutica y la química.

Evaluación de daño e irritación ocular

Tradicionalmente, la evaluación del daño ocular se ha realizado mediante ensayos como el test de Draize en conejos, en que aplican sustancias en sus ojos para observar las reacciones que causan los químicos presentes en ellas. Hoy existen alternativas validadas como los modelos de córnea reconstruida, que permiten evaluar si una sustancia provoca irritación o corrosión ocular, sin utilizar animales.

Por ejemplo, Epi Ocular™ TG 492 (MatTek, 2015) y MCTT HCE™ TG 492 (Lim, 2019) de la compañía MatTek Life Science, LabCyte EPI-Model24 TG 439 y TG 442 D de la compañía J-TEC (J-TEC, Japón), SkinEthic™ TG 492 de EpiSkin L’Oreal (L’Oréal, Francia) y Vitrigel-Eye Irritancy Test TG 494 (OECD, 2021), utilizan células epiteliales humanas cultivadas en un soporte para inducir la formación de capas tridimensionales similares a las de la córnea, imitando sus características, tanto físicas como funcionales. Han sido validados a través de estudios comparativos, mostrando una alta correlación y evaluación de la respuesta ocular.

Aunque existen críticas sobre la simplicidad de estos modelos, se puede añadir complejidad biológica con células madre o ingeniería de tejidos, que muestran una mejor correlación con los datos en humanos (Pilar, 2021). Se distribuyen como kits de cultivo, con todo lo necesario para recrear la reacción ocular. Las compañías MatTek y Episkin, son pioneras en desarrollar modelos reconstituidos de tejidos humanos y muestran un compromiso que es valorado por instituciones reguladoras, ya que han permitido avanzar de forma rápida y ética en el reemplazo de modelos animales.

Sensibilidad cutánea

Otra característica del test de Draize, es la aplicación de sustancias químicas en la piel de animales, que ha sido el estándar para evaluar irritación y corrosión dérmica. Sin embargo, hoy contamos con múltiples modelos de piel reconstituida validados bajo las directrices OECD, que ofrecen resultados más precisos y éticamente responsables.

ADRA TG 442C es un ensayo químico que mide la reactividad de compuestos con proteínas, no usa células sino la reacción del compuesto con moléculas específicas, analizada por cromatografía (OECD, 2024). EpiSensA TG 442D detecta inflamación cutánea en un cultivo de queratinocitos humanos expuestos a sustancias (OECD, 2024). El ensayo h-CLAT & IL-8 Luc (OECD TG 442E), mide la activación de la respuesta inmune exponiendo células dendríticas humanas a químicos, mediante citometría.

Irritación o daño reversible.

La prueba ARE-Nrf2 Luciferasa (Keratin Sens™) TG 442D evalúa el potencial de irritación cutánea mediante una reacción de bioluminiscencia en queratinocitos, gracias a un sistema de luz para medir la señalización de una proteína que regula la expresión de genes (PETA, 2018). El ensayo in vitro de epidermis humana reconstruida (RHE) TG 431, es otro modelo de piel humana, para evaluar la irritación de cosméticos y químicos, desarrollado con queratinocitos humanos cultivados que se diferencian en una epidermis funcional (OECD, 2019).

Corrosión o daño irreversible.

Para evaluar el daño irreversible de la piel en animales, se puede usar como método alternativo el ensayo CORROSITEX (OECD 2015) o la prueba de barrera in vitro para corrosión cutánea TG 435, que utilizan una biomembrana diseñada para responder a productos químicos corrosivos de manera similar a la piel (Patel, 2017), (OECD, 2015). El RHE tiene su versión para pruebas de corrosión en la TG 439 y ha sido aprobado por organismos como la ECVAM y la FDA como alternativa a pruebas en animales (Kojima, 2018).

Absorción cutánea.

Para determinar cómo una sustancia atraviesa la piel, los modelos in vitro como la RHE y ensayos de absorción permiten evaluar con precisión este proceso sin animales. La prueba de absorción cutánea in vitro TG 428 evalúa la capacidad de la piel para absorber sustancias químicas, aplicada sobre la piel y se mide la cantidad que atraviesa de una cámara, utilizando diferentes concentraciones. Al analizar la distribución de la sustancia, se determina la velocidad de absorción y si la piel la metaboliza (OECD, 2004).

Genotoxicidad y mutagenicidad.

Existen métodos alternativos y ensayos de micronúcleos que permiten evaluar genotoxicidad de forma ética. La herramienta QSAR de la OECD establecida en el 2017, permite predecir la mutagenicidad mediante extrapolación y reduce la necesidad de pruebas en animales, agilizando la evaluación de riesgos (Furuhama, 2023). La prueba AMES de mutación inversa bacteriana TG 471 ayuda a identificar sustancias que pueden causar cambios en el ADN de bacterias y posiblemente en otros organismos (OECD, 2020). La pruebas de mutación genética de células de mamíferos in vitro TG 476 identifica sustancias dañinas para el ADN, se las expone a diferentes concentraciones de la sustancia que se quiere evaluar y se miden los cambios en genes específicos para detectar mutaciones (OECD, 2016).

Carcinogenicidad.

Los estudios de carcinogenicidad han requerido exposiciones prolongadas en animales, lo que conlleva sufrimiento y tiempo prolongado de estudio. Hoy otros métodos permiten predecir el potencial cancerígeno de una sustancia de manera más rápida y ética, como el test de aberraciones cromosómicas TG 473, que identifica sustancias que pueden dañar los cromosomas, se las expone a la sustancia que se quiere evaluar y se observan bajo el microscopio para ver si han sufrido daño (OECD, 2016).

Fototoxicidad

El ensayo de ROS (especies reactivas de oxígeno) para fotorreactividad TG 495, busca identificar sustancias que se vuelven tóxicas al absorber la luz y generan otras sustancias que pueden dañar las células. Se usa un espectrómetro para medir la cantidad de estas sustancias producidas y determinar si la original puede o no causar daño en tejidos (OECD, 2019).

Inmunotoxicidad y disrupción endocrina.

Actualmente, ensayos in vitro permiten detectar interacciones con células del sistema inmune que ayudan a proteger de las infecciones y a combatir el cáncer, también interacciones con receptores hormonales como estrógenos y andrógenos, que se producen a partir del colesterol.

El ensayo  IL-2 Luc Assay TG 444 A de inmunotoxicidad usa células modificadas genéticamente para expresar una enzima llamada luciferasa en respuesta a estímulos inmunológicos (OECD, 2023). El STTA TG 455 in vitro usa células HeLa modificadas para detectar actividad estrogénica y evaluar disrupción endocrina (OECD, 2021), es muy similar al AR-EcoScreen TG 458, que detecta actividad androgénica (OECD, 2023). El ensayo H295R TG 456 busca entender cómo diferentes sustancias afectan el estrógeno y la testosterona en células humanas que producen estas hormonas, se les agregan las sustancias que se quieren estudiar y se mide la cantidad de hormonas producidas (OECD, 2023). El ensayo in vitro del receptor de estrógeno humano (hrER) TG 493 detecta la afinidad de compuestos por el receptor de estrógeno (OECD, 2024).

Toxicidad acuática.

Las pruebas ecotoxicológicas han involucrado el uso de peces para evaluar los efectos de sustancias en el medio acuático, a pesar de las alternativas existentes, como ensayos de toxicidad en algas que reducen el impacto sobre animales y mejoran la sostenibilidad de la investigación.

Las relaciones (Q)SAR permiten estimar las propiedades de una sustancia a partir de su estructura molecular. Para aumentar su aceptación regulatoria la OCDE desarrolló una caja de herramientas para que la tecnología sea accesible, transparente y menos exigente en términos de costos e infraestructura, llamada Toolbox y destinada a cubrir las lagunas en los datos de ecotoxicidad (OECD, 2008). Y, la prueba de inhibición del crecimiento de algas y cianobacterias TG 201 busca evaluar si una sustancia afecta su velocidad de crecimiento y biomasa (OECD, 2011).

La validación de estas metodologías ha demostrado que es posible obtener resultados más precisos y reproducibles sin experimentar en animales. La adopción de estas tecnologías no solo garantiza prácticas más humanitarias, sino que también ofrece ventajas significativas en términos de costos y tiempos de desarrollo en la cosmética, la farmacéutica y la química. Además, organismos internacionales como la ICCVAM y EURL ECVAM han respaldado estos métodos, impulsando su reconocimiento regulatorio y promoviendo su implementación a nivel global. El cambio hacia una ciencia sin experimentación animal requiere un esfuerzo coordinado entre la comunidad científica, las entidades reguladoras, la industria y el público en general. Con el compromiso adecuado, es posible transformar la ciencia y garantizar un futuro más respetuoso con los animales.

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