År 1980 presenterade The New York Times en hemsidaannons från en djurrättighetsgrupp, som lammade ett framstående kosmetikföretag för att testa sina produkter på kaninernas ögon. Kampanjen var så effektiv, det ledde till att flera skönhetsföretag lovade hundratusentals dollar till forskning för att hitta alternativa testmetoder som inte involverade djur.
Nästan 40 år senare, vilka är några av dessa alternativ, och hur mycket har vi gjort?
Innan vi fördjupar svaret finns det en viktig åtskillnad att göra: även om "djurförsök" vanligtvis framkallar bilden av försvarslösa kaniner som stöds och stickas i skönhetens namn, användningen av djur i forskning - och sökandet efter alternativ - sträcker sig långt bortom kosmetikaindustrin. Djur som möss och råttor används ofta i toxikologi, studier av kemikalier och deras effekter på oss. Djur är också avgörande för upptäckt och testning av läkemedel. I biomedicinsk forskning är djurmodeller grunden för många experiment som hjälper forskare att undersöka allt från funktionen hos kretsar i hjärnan till utvecklingen av sjukdom i celler.
Trots deras betydelse på dessa områden finns det nu ansträngningar för att minska antalet djur som används för testning. Det beror delvis på etiska problem som driver ny lagstiftning i olika länder. Men det handlar också om pengar och tid.
"I teorin kan icke-djurförsök vara mycket billigare och mycket snabbare," säger Warren Casey, chef för US National Toxicology Programs Interagency Center for Evaluation of Alternative Toxicological Methods, som analyserar alternativ till djuranvändning för kemisk säkerhetsprovning .
En annan oro är att djur i vissa typer av forskning är för olika från människor för att framgångsrikt förutsäga de effekter som vissa produkter kommer att ha på våra kroppar. "Så vi har etik, effektivitet och mänsklig relevans," sa Casey till Live Science, de tre huvudfaktorerna som driver jakten på alternativ.
Så, vad är de mest lovande alternativen hittills?
Data, data, överallt
En metod är att ersätta djur med algoritmer. Forskare utvecklar beräkningsmodeller som krossar enorma mängder forskningsdata för att förutsäga effekterna av vissa produkter på en organisme.
"Det här är ett mycket tillämpligt tillvägagångssätt. Det är väldigt billigt," sa Hao Zhu, docent i kemi vid Rutgers University i New Jersey. Zhu är en del av ett forskarteam som har utvecklat en höghastighetsalgoritm som extraherar mängder information från kemiska databaser online för att jämföra tusentals testade kemiska föreningar med nya, otestade sådana genom att identifiera strukturella likheter mellan dem. Sedan använder det vad vi vet om toxiciteten för testade föreningar för att göra pålitliga förutsägelser om toxiciteten hos oprövad sorter med en liknande struktur (förutsatt att denna delade struktur betyder att föreningen kommer att ha liknande effekter).
Vanligtvis skulle identifiering av effekterna av en ny förening kräva massor av dyra, tidskrävande djurförsök. Men beräkningar som detta kan hjälpa till att minska mängden djurforskning som krävs. "Om vi kan visa att den förening vi vill släppa ut på marknaden är säker, tror jag att dessa typer av studier kan ersätta dagens djurstudier," sade Zhu. En liknande studie från forskare vid Johns Hopkins University i Maryland visade att algoritmer även kunde vara bättre än djurförsök för att förutsäga toxicitet i olika föreningar.
Miniatyrorgan
Under de senaste åren har forskare börjat odla odlade mänskliga celler på byggnadsställningar inbäddade på plastflisar och bildar små strukturer som efterliknar funktionen hos vårt hjärta, lever, njurar och lungor. Känd som organ-på-ett-chip kan dessa ge ett nytt sätt att testa effekterna av nya föreningar eller läkemedel på mänskliga celler.
Testning av dessa förenklade, miniatyriserade versioner av vår fysiologi skulle kunna ge mer mänsklig relevanta resultat än djurförsök. Av avgörande betydelse kan testerna också ersätta användningen av hela djur i de undersökande stadierna av tidig forskning, när forskare inte nödvändigtvis behöver testa på hela system. Organ-on-a-chip "till största delen adresserar en enda utgång eller slutpunkt", sa Casey - eftersom allt som kan krävas i detta tidiga skede är att testa beteendet hos en celltyp som svar på ett läkemedel eller en sjukdom , som ett sätt att vägleda framtida forskning.
Detta kan "hjälpa i de flesta fall att minska mängden djurförsök som forskare planerar inom pågående projekt", säger Florian Schmieder, en forskare som arbetar med det målet genom att utveckla miniatyrnjur- och hjärtmodeller vid Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology , i Tyskland. Förutom lungor, lever och hjärtan utvecklar vissa företag konstgjorda 3D-strukturer som replikerar människors hud. Det är särskilt viktigt inom toxikologi, där djurhudtester länge har varit en baslinje för att förstå effekterna av nya, otestade föreningar.
Att ersätta detta med en skadefri modell är nu en verklighet, sa Casey: "Hudvävnadsmodeller har verkligen visat sig vara ganska effektiva. De kan ge insikt om de akuta förändringarna - om något kommer att vara frätande och skada huden."
Mänskliga studier
En idé som ofta tas upp som en motsats till djurförsök är att om människor vill dra nytta av nya behandlingar, läkemedel och forskning, bör vi istället erbjuda oss själva som testpersoner. Det är ganska en förenklad och extrem syn - och i de flesta länder krävs djurförsök enligt lag innan till exempel läkemedel ges till människor. Så det är inte nödvändigtvis praktiskt heller.
Men det finns noggrant kontrollerade former av mänskliga tester som har potential att minska djuranvändningen utan att äventyra människors hälsa. En sådan metod är mikrodosering, där människor får ett nytt läkemedel i så små mängder att det inte har breda fysiologiska effekter, men det finns bara tillräckligt med cirkulation i systemet för att mäta dess påverkan på enskilda celler.
Tanken är att detta försiktiga tillvägagångssätt kan hjälpa till att eliminera icke-värdefulla läkemedel i ett tidigt skede, istället för att använda tusentals djur i studier som kanske bara visar att ett läkemedel inte fungerar. Metoden har visat sig vara säker och effektiv att många stora läkemedelsföretag nu använder mikrodosering för att effektivisera läkemedelsutvecklingen.
"Det kommer naturligtvis att vara etiska problem, men dessa kan lätt uppvägas av de potentiella vinsterna med att säkerställa säkrare och mer effektiva läkemedel på marknaden mer effektivt," sa Casey.
Vart är vi nu?
Så, vad betyder dessa alternativ för framtiden för djurförsök? Inom vissa forskningsområden som kosmetika-testning - där så många befintliga produkter redan har visat sig säkra genom djurstudier - finns det ett växande erkännande av att testning av nya produkter är något vi egentligen inte behöver för att främja denna bransch. Detta bekräftas av förordningar som den som har lagts fram av Europeiska unionen, som nu förbjuder djurförsök på alla kosmetiska produkter som produceras och säljs inom EU.
Vi ser också framsteg inom toxikologiforskning. Toxikologer har länge förlitat sig på sex kärnbaserade djurbaserade test som screenar nya produkter för akut toxicitet - och kontrollerar om en produkt orsakar hudirritation, ögonskada eller död om den konsumeras. Men under de kommande två åren kommer dessa baslinjetester sannolikt att ersättas med icke-djuralternativ i USA, sade Casey. Anledningen till denna utveckling är att "biologin som ligger till grund för dessa typer av toxicitet är mycket enklare än andra säkerhetsproblem som kan uppstå efter att ha utsatts för en kemikalie under en längre tid, till exempel cancer eller reproduktionstoxicitet," sa Casey.
Men inom andra forskningsområden, där frågorna som undersöks är mer komplexa, är djurmodeller fortfarande det enda sättet vi för närvarande har för att fullt ut förstå de olika, utbredda och långsiktiga effekterna av en förening, ett läkemedel eller en sjukdom. "Fysiologi är verkligen, riktigt komplex och vi har fortfarande inget handtag på det" - inte heller något som legitimt efterliknar det bortsett från djurmodeller, sa Casey.
Även trots de mest lovande framstegen som utvecklingen av organ-on-a-chip är det fortfarande långt ifrån allt som representerar en ansluten människokropp. "Det största problemet i att utveckla konstgjorda organsystem är att få hela levande organismer komplexitet in vitro," sade Schmieder. "Problemet här är att efterlikna den mänskliga kroppens kinetik och dynamik på ett riktigt förutsägbart sätt."
Medan organ-på-ett-chip och andra uppfinningar kan hjälpa till att svara på enklare frågor, är just nu hela djurmodeller det enda sättet att studera mer komplexa effekter - till exempel hur kretsfunktioner i hjärnan är kopplade till synliga beteenden. Dessa är de typer av frågor som hjälper oss att förstå mänsklig sjukdom och i slutändan leder till livräddande behandlingar och behandlingar. Så djurförsöken som ligger till grund för dessa upptäckter förblir avgörande.
Det är också värt att notera att några av de mest lovande icke-djurförsök som vi har idag - som algoritmer - bara fungerar för att de kan dra på decennier av djurforskning. Och för att gå framåt i framtiden måste vi fortsätta denna forskning, sade Zhu.
"Vi kan inte använda datorer för att helt ersätta djurförsök. Vi behöver fortfarande vissa djurförsök på låg nivå för att generera nödvändig data," sade Zhu. "Om du bad mig rösta för ett lovande tillvägagångssätt skulle jag rösta för en kombination av beräkningsmetoder och experimentella metoder."
Så finns det alternativ till djurförsök? Det korta svaret är ja - och nej. Även om vi har flera alternativ är de för tillfället inte tillräckligt sofistikerade för att utrota djurförsök. Men av avgörande betydelse kan de minska antalet djur vi använder i forskning. Och med nya förordningar och ständigt smartare alternativ kan vi åtminstone vara hoppfulla att antalet djur i framtiden kommer att fortsätta att minska.
