Avrupa genelindeki bilim insanları yapay zekâ, insan hücreleri ve mini organları bir araya getirerek kimyasalların zararını öngörüyor ve hayvan üzerinde test yapma ihtiyacını azaltıyor.
AB'de her yıl günlük kimyasalların güvenliğini test etmek için çoğunlukla sıçan ve fare olmak üzere yaklaşık 150 bin hayvan kullanılıyor ancak bu durum değişmeye başlıyor. Hayvan hakları savunucuları uzun süredir bu uygulamaya ilişkin endişelerini dile getiriyor ve sonuçların hayvanlardan insanlara ne kadar iyi yansıdığı sorusu sürüyor.
Araştırmacılar bu nedenle daha güvenilir, daha az müdahaleci test yöntemleri tasarlamaya çalışıyor. Çalışmalar, AB'nin kozmetik ürünlerde hayvan testini daha önce yasaklamasıyla elde edilen kazanımlar üzerine kurulu.
"Şirketlerin Avrupa pazarına erişebilmesi için maddelerinin güvenli olduğunu kaydetmeleri ve kanıtlamaları gerekiyor" dedi Birmingham Üniversitesi'nde çevresel genomik uzmanı biyolog ve Çevre Araştırmaları ve Adalet Merkezi'nin de yöneticisi Profesör John Colbourne.
Bu yükümlülük, kimyasal güvenliğini düzenleyen REACH mevzuatından geliyor. REACH aynı zamanda sözde üç R ilkesine de bağlılık öngörüyor: mümkün olduğunca hayvan testlerinin değiştirilmesi, testlerde kullanılan hayvan sayısının azaltılması ve hayvan acılarını en aza indirecek şekilde prosedürlerin iyileştirilmesi.
Colbourne, 2021'den bu yana farklı açılardan aynı hedefe yönelik çalışan üç yakın araştırma girişiminden birine liderlik etti: hayvan üzerinde kimyasal güvenlik testinin in vitro ve yapay zekâ destekli yöntemler de dahil olmak üzere hayvan dışı yaklaşımlarla değiştirilmesi. Araştırma, yeni nesil kimyasal güvenlik testleri üzerine kurulan AB'nin 60 milyon euroluk ASPIS araştırma kümesinin parçası olarak yürütüldü.
AB hukuku hayvanların ancak son çare olarak kullanılmasını öngörüyor. Hayvan testlerini azaltmak aynı zamanda hayvan refahının yanı sıra insan güvenliğiyle de ilgili.
Belçika'daki Vrije Universiteit Brussel'de toksikoloji profesörü Mathieu Vinken, "Yaptığımız hayvan testlerinin belki yüzde 50'si insanlar için temsil edici" dedi.
Vinken, ASPIS bünyesindeki bir diğer girişim olan ONTOX'a liderlik ediyor. Kasım 2026'ya kadar sürecek proje, tekrarlı kimyasal maruziyetin böbrek, karaciğer ve beyne nasıl zarar verdiğini inceliyor.
Maliyet de başka bir etken. Vinken, "Bu hayvan testleri gerçekten çok pahalı, özellikle kronik toksisite testleri" diye açıkladı ve bunların yüzlerce hayvanı kapsayabildiğini belirtti. Kronik toksisite testi uzun süreli tekrarlı maruziyetin yol açtığı zararı araştırıyor.
1940'lardan 1960'lara kadar hayvan testleri yerleştiğinde, sonunda değerlendirilmeye ihtiyaç duyulacak kimyasal sayısının bu kadar çok olacağı öngörülmemişti.
Colbourne, "Her yıl piyasaya sürülecek binlerce yeni kimyasal olacağı tahmin edilmiyordu" dedi. Araştırmacıların bunların hepsini test etmenin ne kadar zor ve maliyetli olacağını öngöremediğini de ekledi.
"Bir madde için 15 milyon euroya kadar ve üç ila yedi yıl harcanıyorsa ve test edilmesi gereken binlerce madde varsa, farklı bir şey yapma zorunluluğumuz var" diye konuştu.
Geleneksel hayvan testleri ani toksik etkileri saptayabiliyor ancak uzun süreli maruziyetin sonuçlarını değerlendirmek çok daha zor. Bazı hastalıklar, kanser riskini artırabilecek veya üreme sağlığını bozabilecek hücrelerde sinsi değişikliklere yol açan kimyasallara yıllarca maruz kalma sonrası gelişebiliyor.
Vinken, "Gerçek zorluk, uzun vadede toksisiteyi öngörebilmek" dedi. Kemirgenlerin nispeten kısa yaşam süreleri de on yıllar sonra ortaya çıkabilecek etkileri insanlarda yeniden üretmeyi zorlaştırıyor.
Vinken'in ekibi hayvan yerine hücre kullanan birkaç test geliştirdi ve yapay zekâ araştırmacıların sonuçların insan organları için ne anlama gelebileceğini yorumlamasına yardımcı oldu. Bazı yaklaşımlar organ-üzerinde-çip teknolojisini kullanıyor; küçük cihazlar içinde insan hücreleri bulunuyor ve gerçek bir organın kimyasal karşısında nasıl tepki verdiğinin bazı yönlerini taklit ediyor.
Araştırma bulguları Ekonomik İşbirliği ve Kalkınma Örgütü (OECD) de dahil olmak üzere uluslararası kuruluşların ilgisini çekti. Vinken, "Bilginin gerçekten değerli olduğunu buldular" dedi.
Bu çalışma Avrupa'da zaten devam eden daha uzun bir değişimin üzerine inşa ediliyor. Kozmetikte hayvan testleri yirmi yıl boyunca kademeli olarak kaldırıldı ve tam AB pazarlama yasağı 2013'te yürürlüğe girdi. Bu durum güvenlik testlerinde kullanılan yeniden yapılandırılmış insan derisi modelleri de dahil olmak üzere hayvan dışı yöntemlerin geliştirilmesini teşvik etti.
Colbourne'ün yönettiği kimyasal güvenlik araştırma çalışması PrecisionTox, Aralık 2026'da sonuçlanmadan önce yaklaşık 200 kimyasala karşı beş model organizma ve insan hücrelerinin tepkilerini karşılaştırıyor.
Araştırmacılar meyve sinekleri, yuvarlak solucanlar ve su piresi ile birlikte düzenlenmiş hayvan testinin dışında kalan gelişim aşamalarındaki zebrabalığı ve kurbağa embriyolarıyla çalıştı.
Bu türler, açık farklarına rağmen insanlarla birçok temel biyolojik süreci paylaştıkları için biyomedikal araştırmalarda yaygın olarak kullanılıyor. Evrim, çok farklı türlerde organizmaların canlı kalmasını, üremesini ve sağlıklı kalmasını sağlayan temel mekanizmaların çoğunu korumuş.
Colbourne, "Sağlıklı kalmak için gereken süreçler yaşam ağacının erken dönemlerinde ortaya çıktı" dedi. "Hayvanlar arasında büyük farklar var ama bu farklar bizi sağlıklı tutan ve yaşamı sürdüren şeylerle ilgili değil."
Bu araştırmaya katılan 14 laboratuvar, farklı derecede akraba türler ve insan hücreleri arasındaki sonuçları karşılaştırarak kimyasalların bu ortak biyolojik mekanizmaları nasıl bozduğunu ve potansiyel olarak zarara yol açtığını saptayabiliyor.
Colbourne, "Oyunun kurallarını anlamaya çalışıyoruz" dedi. "Örneğin kanseri nasıl çalıştığını bildiğimiz için kanseri tedavi etmede artık daha iyiyiz."
Toksikoloji, daha önce bir kimyasalın bir hayvana ne konsantrasyonda zarar verdiğini belirlemeye odaklanmıştı. Colbourne'e göre PrecisionTox'un amacı "neden"i anlamak.
Bu çalışma bilim insanlarının "yeni yaklaşım metodolojileri" ya da NAM'lar olarak adlandırdığı şeye katkı sağlıyor; bu, AB hukuku kapsamında korunan hayvanların kullanımını azaltmak veya değiştirmek üzere tasarlanmış geniş bir hücre temelli test, hesaplamalı araç ve diğer yöntemler yelpazesi.
Bu yaklaşımlar insan sağlığının yanı sıra vahşi yaşamı ve ekosistemleri de koruyabilir, çünkü zararlı kimyasallar her ikisini de etkileyebilir.
Bir kimyasalın nasıl zarar verebileceğini anlamak resmin yalnızca bir parçası. Araştırmacıların aynı zamanda insanların gerçek hayatta ne kadarıyla karşılaşabileceğinin de bilmesi gerekiyor.
İşte ASPIS kümesi içindeki üçüncü girişim olan RISK-HUNT3R burada devreye giriyor. Hayvan dışı test sonuçlarını gerçek dünya maruziyet verileriyle birleştirerek bir kimyasalın güvenlik riski oluşturup oluşturmadığını değerlendiriyor.
Hollanda'daki Leiden Üniversitesi'nden biyolog ve araştırmayı koordine eden Bob van de Water, "Verileri vaka çalışmalarında bir araya getirdik ve bilgiyi entegre ettik, böylece bir kimyasalın güvenliği hakkında karar verebildik" dedi.
Ekip stratejiyi yarısı toksik yarısı toksik olmayan 60 kimyasal üzerinde test etti; maruziyet bilgisinin hayvan dışı test sonuçlarıyla birleştirilmesinin Avrupa Kimyasallar Ajansı gibi düzenleyicilerin nihayetinde kullanabileceği güvenilir güvenlik değerlendirmeleri üretebileceğini görmek için.
Amaç, her hayvan testinin laboratuvar alternatifiyle basitçe değiştirilmesinden ziyade kimyasal güvenliğinin nasıl değerlendirileceğini baştan düşünmek. Bu, hayvan kullanımını azaltırken daha iyi tahminler yapabilmek için insanla ilgili biyoloji, maruziyet verileri ve hesaplamalı araçların birleştirilmesini içeriyor.
Vinken, hayvan testlerinden tamamen vazgeçmenin henüz mümkün olmadığını söyledi ancak prosedürleri iyileştirmek ve kullanılan hayvan sayısını azaltmak için zaten önemli bir alan bulunduğunu belirtti.
"Yapay zekâ gelecekte hayvan testlerini güçlü bir şekilde azaltmada büyük rol oynayacak" dedi.
Bu makale ilk olarak AB Araştırma ve İnovasyon Dergisi Horizon'da yayımlandı.
