AETOX - Asociación Española de Toxicología

Inventory of the Spanish Institutions and Scientists Involved in Alternatives to the use of Laboratory Animals (Refinement, Reduction or Replacement)+

Inventory: 2. Sumario / Summary

2.1. Sumario

El objetivo del presente estudio es evaluar el impacto real que tiene el uso de métodos alternativos entre los investigadores españoles. Se utilizará una aproximación integrada, que incluye la evaluación del número de artículos publicados en revistas científicas, la verificación de las ayudas de investigación aprobadas en relación con metodologías alternativas, el número de animales utilizados, y la realización de entrevistas y encuestas a los investigadores. Como estas aproximaciones son complementarias entre sí, se investigaron en paralelo.

Los métodos utilizados en investigación, enseñanza y ensayo están sometidos a un progreso continuo. Los investigadores están imbricados en la permanente búsqueda de posibles alternativas que mejoren la calidad de su trabajo. Ello es debido, en parte, a la evolución del conocimiento científico y sus aplicaciones prácticas, así como a consideraciones éticas, logísticas, económicas, sociopolíticas y legales.

Los procedimientos experimentales alternativos incluyen aquellos que reemplazan o reducen la necesidad del uso de animales en un ensayo, o que refinan una técnica para reducir el sufrimiento infligido a los animales. El desarrollo de técnicas in vitro ha tenido un efecto espectacular tanto en los modelos experimentales como en biomarcadores, en términos de evolución de métodos moleculares y mejoras en el cultivo de células y tejidos.

Para que un procedimiento experimental pueda ser empleado en los ensayos de toxicidad requeridos para la comercialización, transporte y uso de un nuevo compuesto, o con finalidad de control medioambiental, es necesario que haya sido validado científicamente y aceptado por las autoridades reguladoras. Aunque la aceptación reguladora de nuevos métodos toxicológicos ha sido muy lenta, algunos procedimientos han sido aceptados por la industria y los científicos, y son empleados rutinariamente en áreas como la farmacéutica, cosmética, tamizado de plaguicidas, control y monitorización de contaminantes, etc. Es necesario promocionar su validación y aceptación como alternativas reales a los ensayos animales.

El desarrollo del interés por los métodos alternativos surge fundamentalmente del incremento de la importancia que se concede al bienestar animal por los movimientos sociales antiviviseccionistas, la comunidad científica y las industrias interesadas. Gran importancia tienen también consideraciones logísticas y económicas.

Adicionalmente, los requerimientos legales de la Directiva 86/609/EEC fueron incluidos en la legislación española por el RD 223/1988, que proteje a los animales de laboratorio y prohibe estudios innecesarios. La legislación española exige que los experimentos sean sólo realizados por personas competentes o bajo su responsabilidad. Al contrario que en la Directiva europea, no se requiere autorización a éstas personas. Sin embargo, sólo dos comunidades españolas han implementado los requerimientos de esta directiva en sus legislaciones. Por ello, los gobiernos regionales debieran hacerlo lo antes posible, y asegurar su cumplimiento.

El Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación debería cumplir lo mejor posible con sus obligaciones relacionadas con el control y la información a la Comisión Europea del número de animales utilizados con fines científicos. No debiera permitir la experimentación animal en centros no registrados para ello.

Al menos 558.823 animales fueron empleados en España en 1991, siendo el ratón la especie más usada (56 %), seguido de la rata (24 %) y las aves (12 %). Pocos centros disponen de comités éticos activos, y la preparación de los investigadores y técnicos no es siempre la adecuada.

Se ha observado un incremento importante en la producción científica española en relación con métodos experimentales desde 1966 en comparación con la producción internacional, aunque se alcanza en la actualidad sólo el 2.13 % del total. El incremento en estudios experimentales es proporcionalmente más importante para las publicaciones en las que se emplearon métodos alternativos, aunque con un cierto retraso en España (32 % en vez del 36 %). Las especies más empleadas fueron la rata, el ratón y el hombre. Los investigadores experimentales in vitro prefirieren emplear al hombre sobre la rata y el ratón como fuente de material para sus ensayos. El número de estudios fué paralelo in vivo e in vitro, principalmente en las areas de Fisiología, Genética, Farmacología, Bioquímica, Toxicología, Cirugía y Patología. La importante proporción de estudios genéticos es debida al diseño de modelos transgénicos.

Alrededor de 30.000 españoles trabajan en areas de investigación y desarrollo. En relación con los programas europeos para la promoción de la Ciencia, la Investigación y el Desarrollo, el 6.2 % de los fondos del IV Programa Marco volvieron a España.

La inversión española total en I+D debiera incrementarse lo antes posible desde el 0.85 % en 1997, para alcanzar al menos la media europea, ahora situada en el 1.9 % del producto interior bruto.

En España no existe una inversión fijada en relación con métodos alternativos. De acuerdo con las contestaciones al cuestionario empleado para la preparación del inventario, sólo en casos excepcionales algunos grupos han obtenido ayudas de acuerdo con prioridades relacionadas con métodos alternativos. Existen además grandes diferencias entre los programas regionales, no sólo en la cantidad invertida, sino también en las prioridades.

Los actuales objetivos prioritarios incluidos en el Programa Nacional de Salud no han sido útiles en la promoción de alternativas. La reducción de su ámbito al área de investigación farmacéutica, restringido a nuevos medicamentos, sin opción para las instituciones que trabajan con plaguicidas, cosméticos, aditivos alimentarios, compuestos industriales, etc, debería ampliarse. Para impulsar mejor el desarrollo de estudios alternativos, su redacción debiera priorizar lo más posible el impacto que las alternativas tienen en el mundo real, con objeto de facilitar una evaluación más positiva de los proyectos.

Las ayudas de todas las areas de investigación, sufragadas por entidades públicas o privadas, debieran requerir el compromiso de los investigadores de cumplir la legislación vigente sobre protección animal, incluyendo el registro de los animalarios, la capacitación de los responsables para efectuar experimentación animal, la previsión del número de animales usados, la posibilidad de causar dolor y sufrimiento, los procedimientos para evitarlos, y las razones para no emplear métodos alternativos si estuvieran disponibles.

La inversión privada total española es muy pequeña en relación a la de otros paises, apoximadamente un 15 % menor que la media europea. El inventario ha confirmado que los contratos con diferentes compañías suponen una fuente fundamental de ingresos para las instituciones. La industria ha ido incrementando el empleo de métodos in vitro, al menos en ensayos preliminares para reducir costes y acelerar la producción. Sin embargo, y al contrario que en otros paises, no existe ninguna ayuda privada enfocada directamente hacia métodos alternativos. Debiera estimularse a la industria privada para promover ayudas específicas para alternativas.

Se han organizado diversas actividades para la promoción y el desarrollo de métodos alternativos en España, incluyendo la creación de nuevas entidades como el Grupo Español de Farmacotoxicología in vitro (informal, GEFTIV), el Grupo de Trabajo de ICLAS/CSIC sobre Métodos Complementarios, el Grupo de Trabajo Especializado en Métodos Alternativos (GTEMA) y la Red Española para el Desarrollo de Métodos Alternativos (REMA), con la ayuda de la Red de Distribución Electrónica del GTEMA (3ERRES) a traves de internet, y el patrocinio privado para la organización de cursos, reuniones, etc.

Se ha realizado una encuesta y se ha preparado un inventario de las instituciones y científicos españoles interesados en el area de los métodos alternativos al empleo de animales de laboratorio (reducción, refinamiento y reemplazo). Incluye instituciones, científicos, proyectos en marcha e instituciones financiadoras de proyectos, así como la evaluación global de la situación actual española.

De los 103 cuestionarios recibidos en la encuesta para la preparación del inventario, varios procedían de grupos de otros paises, que fueron incluidos en el inventario, pero no en el análisis de los resultados. El número de grupos interesados en alternativas fue sustancial (98), 75 muy competitivos, con más de 339 científicos interesados, con una media de 4,5 científicos por grupo.

En relación con el tipo de institución, la universidad aportó el mayor número de grupos (46 %), seguida de organismos públicos de investigación (incluyendo al CSIC) (15 %), la industria (13 %) y hospitales y organismos públicos de servicio (ambos 7 %).

La función principal del trabajo fue investigación básica (29 %), seguida por investigación aplicada no regulada (19 %), desarrollo de métodos (16 %), ensayos regulados (14 %), alternativas en la enseñanza y formación (11 %) y validación de métodos (9 %). En relación con el tipo de ensayo, los resultados fueron balanceados, entre ensayos de tamizado o criba (35 %), complementarios (34 %) y sustitutivos (31 %).

Con respecto al área principal de aplicación, la toxicología fue claramente la más frecuente (25 %), seguida por la bioquímica, la biología molecular, la química, y la biología celular (9 %), la monitorización (7%), la biología y la farmacología (6 %), etc. Se evaluan muchos tipos de materiales, incluyendo (14 %), plaguicidas y contaminantes ambientales (11 %), compuestos químicos diversos (10 %), residuos (9 %), cosméticos (7 %), vacunas (6 %), etc.

En cuanto a los modelos empleados, las más utilizadas fueron las técnicas in vitro (44 %), seguidas por animales (28 %), modelos en la enseñanza y formación (8 %), embriones (6 %), vegetales y voluntarios humanos (ambos 4 %). Con respecto a los animales, el 63 % de los grupos emplean animales convencionales, mientras que el 22 % utiliza invertebrados y el 15 % transgénicos. Los métodos in vitro más empleados son lineas celulares (34 %), seguidas de cultivos primarios (25 %), micro-organismos (19 %) y fracciones celulares (13 %).

En los modelos in vitro se emplean una gran variedad de bioindicadores, incluyendo viabilidad celular (19 %), proliferación (14 %), actividad metabólica (14 %), ácidos nucleicos (9 %), citosqueleto / estudios de liberación de enzimas (8 %), sistemas de biotransformación (8 %), morfología (7 %), etc

Aunque sólo una mínima parte de los laboratorios ha participado en estudios previos de validación, la mayoría de ellos está disponible para participar en programas de validación.

A nivel europeo, el 5º Programa Marco de la Comunidad Europea para la Investigación, Desarrollo Tecnológico y Actividades de Demostración (1998/2002) representa una oportunidad para la toxicología in vitro, ofreciendo oportunidades en diferentes campos para la promoción y consolidación de actividades.

Es necesaria una buena y efectiva conexión ECVAM para el apoyo de acciones europeas conjuntas sobre alternativas. Deberían organizarse iniciativas como la Reunión de Representantes europeos de entidades responsables de métodos alternativos.

2.2. Summary

The objective of the present study is to evaluate the real impact that the use of alternative methods has among Spanish researchers. An integrated approach will be used, which includes the evaluation of the number of articles published in scientific journals, the verification of the grants approved in relation to alternative methodology, the number of laboratory animals used, and the preparation of interviews and surveys by the researchers. As all the approaches are complementary, they were investigated in parallel.

The methods used in research, education and testing are subject to continuous progress. Researchers are engaged in a permanent search for possible alternatives in order to improve the quality of their work. This is due in part to the evolution of scientific knowledge and its practical applications, as well as to ethical, logistical, economical, socio-political, and legal considerations.

Alternative experimental methods include procedures that replace or reduce the use or need for animals in a particular test, or that refine a technique in order to reduce the amount of suffering endured by the animals. The development of in vitro techniques has had a spectacular effect on both model systems and bioindicators in terms of the evolution of molecular methods and improvements in cell and tissue culture.

Experimental procedures have to be scientifically validated and accepted by regulatory authorities in order to be used in the standard toxicity tests required prior to the commercialization, transportation and use of a new chemical compound, or for environmental control purposes. Although regulatory acceptance of new toxicological methods has been very slow in arriving, some alternative techniques have been accepted by scientists and the industry, and are routinely used in areas such as pharmaceutical, cosmetic or pesticide screening, monitoring and control of pollutants, etc. It is necessary to promote their validation and acceptance as real alternatives to animal tests.

The development of a critical interest in alternative methods arose mainly from the increasing attention to animal welfare shown by animal movements, the scientific community and interested industries. Logistical and economical reasons were also responsible for important input.

In addition, the legal requirements of Directive 86/609/EEC were translated to Spanish regulations in RD 223/1988, which protects laboratory animals and prohibits unnecessary animal studies. The Spanish legislation requires that experiments only be carried out by those competent to do so or people who are directly responsible to them. In contrast to the specifications of the European Directive, authorization is not necessary. However, only 2 Spanish regions have been able to implement the requirements of this directive into their legislations. The rest of the regional governments should be urged to do so as soon as possible, and to make the provisions necessary to assure compliance.

The Spanish Ministry of Agriculture should carry out their obligation to control and provide information to the Commission on animals used for scientific purposes, and assure compliance with legislation. Non-registered establishments should not be allowed to perform experiments with animals.

At least 558,823 animals were used in Spain in 1991, with mice being the species most used (56 %), followed by rats (24 %), and birds (12 %). Few establishments involved in research requiring the use of laboratory animals maintain active ethical committees and the preparation of researchers and technicians is not always adequate.

An important increase in experimental approaches within Spanish scientific production has been observed since 1966 in relation to overall international production, although, at present, it is only 2.13 % of the whole. The increase in experimental studies is proportionally more important for the publications using alternative methods, but with some delay in Spain (32 % in contrast to 36 %). The species most used in vivo were rats, mice and human beings. In vitro researchers preferred human beings to rats and mice as sources of material for their assays. The number of studies was parallel in vivo and in vitro, mainly in the areas of physiology, genetics, pharmacology, biochemistry, toxicology, surgery and pathology. The important proportion of genetic studies is due to the design of transgenic model systems.

About 30,000 Spaniards are working in research and development. In relation to the European Programmes for the promotion of Science, Research and Development, 6.2 % of the funding of the IV Framework Programme was returned to Spain.

The total Spanish investment in R&D in Spain should be increased as soon as possible, from the 0.85 of 1997, to reach at least the European median, now situated at 1.9 % of the Gross Domestic Product.

In Spain there is no fixed amount of investment for alternative methods. From the answers given to the questionnaire used to prepare the inventory, there were only a few exceptions in which Spanish groups were financed by the specific priorities for alternatives. In addition, there are many differences in the regional programmes not only in the amount of investment, but also in priorities.

The present objectives and research tasks included in the National Programme of Health were not very useful in promoting alternatives. The reduced scope of the objective within the pharmaceutical research area, limited to the development of new pharmaceuticals, with no opportunities for institutions working with pesticides, cosmetics, food additives, industrial chemicals, etc, should be much wider. To better stimulate alternative studies, its formulation should prioritize the impact of alternatives on the real world as much as possible, in order to provide more stringent evaluations of the projects.

All research grants in every scientific area, funded by public or private entities, should require the commitment of researchers to comply with present legislation about animal protection, including the registration of animal facilities, the preparation of responsible people for performing animal experiments, the number of animals to be used, the possibility of causing pain or suffering, alleviation procedures, and the reasons for not using alternative methods if they are available.

The total amount of private investment in Spain is low in comparison with other countries, approximately 15 % less than the European median. The contracts of the institutions with different companies have been confirmed in the Inventory as a major source of funding. The industry has been increasingly using in vitro methods, at least in preliminary testing, in order to reduce cost and speed up production. However, unlike the situation in many other countries, no private aid or grants directly focused on alternative methods could be identified in Spain. Spanish industry should be asked to fund specific grants for alternatives.

Different activities have been organized for the promotion and the development of alternative methods in Spain, including the creation of new entities such as the Spanish Group on Pharmaco-Toxicology in vitro (GEFTIV), the ICLAS/CSIC Working Group on Complementary Methods, the GTEMA- Spanish Group on Alternative Methods, and the Spanish Network for the Development of Alternative Methods (REMA), with the aid of internet network communication (3ERRES-GTEMA) and private support for the organization of meetings, courses, etc.

A survey was carried out and an inventory of institutions and scientists involved in the area of alternatives to the use of laboratory animals (refinement, reduction and replacement) in Spain was prepared. This included institutions, individual scientists, ongoing projects and project financing institutions as well as an overall evaluation of the state of the art in Spain. The situation in the Spanish universities, industry and the Administration was also evaluated.

Of the 93 questionnaires received in the survey for the preparation of the Inventory, several were from groups from other countries, and were included in the inventory, but not in the analysis of the results. The number of Spanish groups interested in alternatives was substancial (98), 75 very competitive, with more than 339 scientists involved, a media of 4.5 scientists per group .

In relation to the type of institution, the university was the most active in the number of groups (46 %), followed by governmental research facilities (including CSIC) (15 %), industry (13 %), hospitals and governmental service facilities with 7 %.

The main purpose of the work was basic research (29 %), followed by non-regulated applied research (19 %), development of methods (16 %), regulatory testing (14 %), alternatives in education and training (11 %) and method validation (9 %). In relation to the type of testing, the results were balanced, with screening (35 %), complementary or adjunct (34 %) and replacement (31 %) tests.

With regard to the main area of application, the most frequent was clearly toxicology (25 %), followed by biochemistry, molecular biology and cell biology (9 %), monitoring (7%), biology and pharmacology (6 %), etc. Many types of materials were evaluated, including pharmaceuticals (14 %), pesticides and environmental pollutants (11 %), diverse chemical compounds (10 %), wastes (9 %), cosmetics (7 %), vaccines (6 %), etc.

Regarding the model systems employed, the most often used were in vitro techniques (44 %), followed by animals (28 %), models in education and training (8 %), embryos (6 %), vegetables and human volunteers (both 4 %). With respect to the animals, 63 % of the groups employed conventional animals, while 22 % used invertebrates and 15 % transgenics. In vitro methods largely employed cell lines (34 %), followed by primary cultures (25 %), micro-organisms (19 %) and cell-free systems (13 %).

A wide variety of bioindicators were used in in vitro models, including cell viability (19 %), cell proliferation (14 %), metabolic activity (14 %), nucleic acids (9 %), cytoskeleton / enzyme release studies (8 %), biotransformation systems (8 %), morphology (7 %), etc

Although only a minimum part of the laboratories have participated in previous validation studies, most of them are available to participate in validation programmes.

At European level, the 5th Framework Programme of the European Community for Research, Technological Development and Demonstration Activities (1998/2002) represents an outstanding challenge for in vitro toxicology, by offering several opportunities on different grounds to promote and consolidate this activity at the European level.

A good and effective connection with ECVAM is necessary for joint European action pro-alternatives. Initiatives such as the Meeting of Representatives of European Entities Responsible for Alternatives should be organized periodically.

Fuente / Source: Guillermo Repetto, Ana del Peso, Manuel Salguero, Manuel Repetto (1999) Inventory of the Spanish Institutions and Scientists Involved in Alternatives to the use of Laboratory Animals (Refinement, Reduction or Replacement) Revista de Toxicología 16: 50-127.