Lejos de ser un simple ideal moral, este enfoque ha demostrado con el tiempo ser una herramienta poderosa para mejorar la precisión y la relevancia de los estudios científicos, gracias a grandes avances tecnológicos como los modelos in vitro, métodos in chemico y las simulaciones in silico, e incluso la combinación de éstos en estudios in vivitrosi. Hoy, las 3R no solo son un estándar internacional de bienestar y calidad, sino también un recordatorio de que la ciencia puede y debe caminar de la mano con la compasión hacia un cambio en las prácticas de laboratorio, según el fundador y CEO de Cherry Biotech Jeremy Cramer.

¿Cómo se aplican las 3R?

Los tres principios siempre se aplican juntos. Primero se busca reemplazar el animal del estudio cuando sea posible encontrar un modelo que no arriesgue la significancia de los resultados. Luego se continúa reduciendo la cantidad de animales restantes de no poder encontrar un reemplazo total y se finaliza refinando sus condiciones, no siendo excluyentes uno del otro.

El reemplazo implica el uso de métodos no animales como cultivos celulares, organoides o herramientas bioinformáticas. Algunos ejemplos destacados incluyen los sistemas 2D o 3D de cultivos de células humanas, órganos en chip que imitan funciones de órganos específicos y los ensayos de citotoxicidad en sistemas computacionales de predicción para evaluar la seguridad de ciertos químicos.

La reducción se centra en minimizar el número de animales necesarios para obtener resultados estadísticamente significativos. Esto se logra optimizando el diseño experimental y con el uso de datos previamente publicados para evitar experimentos redundantes. Además existen herramientas que ayudan a mejorar la propuesta estadística de cada investigación con herramientas como EDA (Experimental Design Assistant, en sus siglas en inglés) del centro NC3Rs, que permite calcular la cantidad mínima de animales necesarios para estudios determinados.

Por último pero no menos importante, luego de reemplazar y reducir de forma estricta la cantidad de animales, se sigue con el refinamiento, que busca mejorar las condiciones de vida y los procedimientos experimentales para minimizar el dolor y el estrés. Esto incluye el enriquecimiento ambiental, el uso de analgesia y la determinación de puntos finales humanitarios. Y aunque existe una definición estandarizada de cada principio, el problema es que su implementación varía según los criterios de cada institución o laboratorio.

Limitaciones y falencias

Así, a pesar de que los principios de las 3R son fundamentales, su implementación enfrenta barreras importantes.

Una de las principales limitaciones es la falta de financiamiento adecuado para desarrollar y validar modelos alternativos de reemplazo o reducción, y para mantener lugares que entreguen un refinamiento de calidad. Adicionalmente, la capacitación insuficiente del personal en manejo animal y restricciones presupuestarias que impiden mejorar los estándares de bienestar dificultan su adopción y perpetúan la dependencia de los modelos tradicionales. También existen conflictos éticos y científicos en torno al principio de reemplazo, ya que se acepta el reemplazo de mamíferos por modelos considerados menos desarrollados o sintientes como invertebrados, sin embargo, este criterio no elimina completamente el sufrimiento animal.

¿Reemplazar un ratón con un pez?

Existe otro principio llamado el principio de Krogh, que sostiene que cada especie tiene características únicas que la hacen ideal para ciertos estudios y en la práctica, la elección de estas especies suele estar dictada más por la accesibilidad, el costo y la facilidad de manejo que por la idoneidad científica. Los peces cebra, por ejemplo, se han convertido en los favoritos para investigaciones genéticas gracias a su rápido ciclo reproductivo y similitud genética con los humanos.

No obstante, su aparente simplicidad no debería cegarnos ante cuestiones éticas más profundas, como si pueden o no experimentar dolor o estrés de forma similar a los mamíferos. Aunque su sistema nervioso central es menos complejo que el de mamíferos, estudios recientes revelan que estas criaturas perciben y reaccionan ante estímulos nocivos, desafiando nuestras nociones sobre la sintiencia animal.

Refinamiento como exigencia y punto final “humanitario”

El refinamiento debería ser una exigencia ineludible en cualquier investigación que utilice animales, pero la realidad es que muchas veces se omite por conveniencia o limitaciones metodológicas. Por ejemplo, estudios que requieren inducir estrés crónico, inanición o enfermedades específicas desafían los principios de bienestar animal, justificando prácticas crueles por la necesidad científica de avanzar.  Otro caso es el del punto final humanitario, establecido para mitigar el sufrimiento, que puede ser interpretado como una medida reactiva más que preventiva. Los investigadores que trabajan con animales a menudo reportan estrés emocional debido a las prácticas invasivas que deben realizar o situaciones jerárquicas que no pueden gestionar sin interrumpir el avance de la investigación o poner en riesgo sus trabajos, lo que resalta la necesidad de un cambio sistémico contundente en la cultura científica hacia un enfoque más respetuoso y ético.

Protocolo de reducción

La reducción del número de animales en experimentación se basa en cálculos que aseguran resultados significativos sin comprometer la validez del estudio. Métodos como el análisis de poder estadístico y la revisión exhaustiva de literatura existente permiten determinar el tamaño muestral óptimo. Sin embargo, puede existir confusión con respecto a las fórmulas que usar cuando se quiere reducir el número de ejemplares, dependiendo del tipo de dato que se busque obtener y el origen del animal que se usará, las restricciones cambian.

De esta manera, las decisiones sobre la reducción no siempre son objetivas. Algunos comités de ética priorizan minimizar el número de animales sin considerar el potencial de severidad, lo que puede llevar a daños significativos en un solo individuo. Otros, priorizan la distribución de daño en grupos más numerosos, exponiendo a más animales a la metodología de estudio. Por ello, es crucial encontrar el equilibrio para considerar tanto la validez científica como el bienestar animal.

En camino a  1R

Se describe en la ciencia moderna, que el reemplazo completo de los modelos animales es el objetivo final de las 3R, pero este camino está lleno de desafíos técnicos, culturales y financieros. Las tecnologías emergentes, como los sistemas de edición genética y las simulaciones computacionales avanzadas, ofrecen un gran potencial para revolucionar áreas como la farmacología y la toxicología, acercándonos a un futuro libre de experimentación animal.

Sin embargo, alcanzar esta meta requiere un cambio de enfoque que no sólo contemple los avances tecnológicos, sino que también integre a todas las comunidades interesadas. Enmarcar estas iniciativas como oportunidades para mejorar la precisión, reproducibilidad y relevancia de los modelos experimentales, en lugar de percibirlas como imposiciones o limitaciones, es clave para fomentar su aceptación, agilizar los procesos de validación y revisión entre pares.

Por ello, invitamos a científicos, investigadores, reguladores, educadores y defensores del bienestar animal a unirse en un esfuerzo conjunto para priorizar el bienestar animal en la ciencia y fijar como meta compartida la transición hacia 1R: el reemplazo total. Este objetivo no sólo beneficiará a los animales, sino que también marcará un hito ético y tecnológico en la historia de la investigación científica, al encontrar el modelo que represente de manera más fidedigna las funciones y características del cuerpo humano.

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