Tusentals djur offras varje år i forskningen. Men om man lyckas hitta metoder där man slipper använda så många försöksdjur blir det inte bara bättre för djuren.
Det kan också bli bättre vetenskap för en lägre kostnad.
Här kan ni läsa om moderna alternativ till djurförsök.
(Från Allt om Vetenskap 2 - 2006 , även senare publicerad i en modifierad variant på Vetenskapsrådets sajt om djurförsök )
I ett laboratorium på Karolinska Institutet i Solna ligger fyra möss och sover i en svart låda. Deras ben spretar i luften medan de fotograferas. Lådan de ligger i är nämligen en kamera som kan se in i deras inre. Med blotta ögat ser de ut som vanliga möss.
Men bilderna som kameran tar visar hur en parasit tar sig fram i mössens kroppar. Förklaringen är att parasiterna lyser som små lampor, och kameran är en extremt ljuskänslig apparat som kan fånga in de allra svagaste ljussignaler. Efter fotosessionen vaknar mössen och tycks må alldeles utmärkt.
Infektionsforskaren Antonio Barragan och hans medarbetare har minskat antalet försöksmöss så mycket som upp till nittio procent med den här metoden.
Det traditionella sättet att undersöka en infektion det är att smitta ett försöksdjur, till exempel en mus, sedan avliva djuret för att titta på djurets inre organ. Det här måste man sedan göra om och om igen, i olika stadier av infektionen och med olika förutsättningar.
Hemligheten bakom den här tekniken är att få parasiterna att lysa. Bakom metoden ligger genteknisk kunskap. Man tar nämligen den gen som ger eldflugan förmågan att lysa.
Genen producerar det lysande ämne som kallas luciferas. Den placeras i den mikroorganism som man vill studera. Parasiten eller bakterien börjar alltså lysa svagt inne i musens kropp. Därmed kan den upptäckas med hjälp av en mycket känslig kamera.
Det är samma typ av kamera som används i rymdteleskop och som kan registrera extremt små mängder ljus. På så sätt får man en tydlig bild av parasitens väg genom kroppen. Den här tekniken kan till exempel användas för att se hur bra ett läkemedel mot infektioner fungerar, eller följa hur dotterceller från en cancertumör sprider sig. Den är ett exempel på hur modern teknik ersätter försöksdjur.
Människan har studerat livets mekanismer genom att titta på djur i tusentals år. Men det var först under 1700-talet, när vetenskapsmännen började experimentera på allvar, som djuren blev en viktig del av laboratorieutrustningen.
Några av dem har blivit berömda som symboler för viktiga principer. Till exempel de grodor som offrade sina ben för att italienaren Luigi Galvani på 1790-talet skulle visa att kroppens muskler styrdes av elektriska impulser. Eller de hundar som dreglade när Ivan Pavlov ringde i klockan samtidigt som det var matdags, och visade hur reflexer kunde tränas in. Några har till och med blivit kända till namn och utseende, som den sovjetiska hunden Laika, som offrades i rymden ombord på Sputnik 2 1957.
Eller de mer lyckligt lottade amerikanska chimpanser som röjde vägen för de första astronauterna. Chimpansen Enos gjorde två varv runt jorden 1961, plockades upp ur havet efter landning och lär ha rusat omkring på räddningsfartygets däck och entusiastiskt skakat hand med besättningen.
Sant eller inte, Enos flygning gjorde det möjligt för John Glenn att tre månader senare bli den första människan att flyga i en bana runt jorden.
Men de allra flesta djur som används i vetenskapligt syfte är helt anonyma. Oräkneliga är de möss, kaniner, råttor, marsvin, hundar, katter och andra smådjur som genom åren framlevt sina korta liv i laboratoriernas djuravdelningar. Men idag finns en stark önskan att minska de miljontals djurförsök som görs varje år. Dels finns ett politiskt tryck. Frågan om det etiska i djurförsök har blivit allt mer laddad i många länder. Hundratals miljoner i forskningspengar satsas per år på att hitta alternativ. Men inte minst forskarna själva driver på för att hitta nya sätt att arbeta för att man inte ska behöva använda fler djur än nödvändigt.
Ingen forskare vill utsätta djur för lidande i onödan, och ett annat viktigt skäl är att djurförsök kan vara både dyra och tidskrävande. Djuren måste skötas dygnet runt. De måste ha mat och vatten och skyddas mot sjukdomar. Det kräver personal, och personal kostar pengar. Nya metoder ger ofta mer exakta resultat för mindre pengar.
Möss och andra små däggdjur har länge varit forskarnas favoriter i djurvärlden, och de är fortfarande populära. Särskilt vanligt har det blivit att använda så kallade ”knockout-möss”. Knockout-teknik innebär att en gen slås av och att ett antal identiskt lika djur föds utan den speciella genen. Därmed går det att bestämma vilken betydelse genen i fråga har för djurets utveckling och hälsa.
Men det blir allt vanligare att man börjar arbeta med lägre stående djur, särskilt inom genforskningen. Bananflugan är ett klassiskt försöksdjur. Rundmasken C. Elegans har kommit starkt under senare år. En annan ny favorit är sebrafisken. I vilt tillstånd lever den i Ganges vattensystem i Indien och är som namnet antyder svart- och vitrandig. Alla akvarieägare känner igen den lilla stimfisken, men numera är den förmodligen vanligare i labbet än i zoo-butiken.
Anledningen är att den visat sig vara synnerligen lämplig som studieobjekt.
En liten fisk är klart billigare och lättare att sköta än ett däggdjur. Den förökar sig rikligare och mycket snabbare än ett däggdjur, och det som kanske är viktigast: deras yngel utvecklas utanför kroppen, i genomskinliga ägg. Det som tar flera veckor att hända i en mus, det sker på något dygn i en liten fisk. Och det händer direkt under mikroskopet. Redan på 70-talet fanns forskare som specialiserade sig på att studera sebrafiskar, och idag är den randiga simmarens hela arvsmassa kartlagd.
Sebrafiskens gener skiljer sig naturligtvis från människans, men inte mer än att experiment på sebrafiskar kan ge viktiga ledtrådar till hur vi fungerar. Genom att slå på och av enskilda gener hos ett fiskembryo kan forskarna se vad som förändras i utvecklingsprocessen, och sedan pröva om den kunskapen kan tillämpas på människor. På det här viset har man till exempel kunnat kartlägga hur ögats näthinna blir till. Sebrafisken har visat vilka gener det är som styr utvecklingen av stavar och tappar i våra ögon.
Nu hoppas man att akvariefiskarna ska kunna sprida ljus också över vilka gener som styr hjärnans utveckling och hur man till exempel ska kunna förebygga Alzheimers sjukdom.
Men det går också att låta fiskarna bli ett slags varningslampor för miljöstörande ämnen.
Per-Erik Olsson, professor vid Örebro Universitet har lyckats få sebrafiskarna att tappa färgen med hjälp av kemisk påverkan. Resultatet blir en genomskinlig kropp där man ser de inre organen.
Nästa steg är att ge fisken en gen som reflekterar fluorescerande ljus när den utsätts för ett visst ämne. I det här fallet handlar det om könshormonerna androgen och östrogen. Många miljögifter påverkar kroppens produktion av just könshormoner. Med hjälp av de genomskinliga sebrafiskarna går det alltså att enkelt se ifall hormonsystemet påverkas.
Fiskarna börjar helt enkelt att lysa under en fluorescerande lampa.Det här görs med mycket små fiskyngel, som inte är könsmogna. Det innebär att man efter försöken kan återställa dem till deras ursprungliga utseende, alltså att de får ränderna tillbaka som vuxna individer.
Det finns alltså nya metoder som gör att man behöver betydligt färre djur i dagens laboratorier. Men omfattande forskning pågår också för att utveckla provrörsmetoder som kan ersätta djurexperiment. Man använder då helt enkelt enskilda odlade celler i stället för försöksdjur. Och helst av allt vill forskarna skapa modeller av riktiga organ – organoider – för att få så realistiska förhållanden som möjligt.
I ett värmeskåp på Lunds Universitet förvarar Gunilla Westergren-Thorsson sina ”försöksdjur”, fibroblaster. Fibroblasterna är celler som hjälper till att bygga upp många vävnader i kroppen.
De finns till exempel i lungorna, och de är aktivt inblandade vid många typer av skador och sjukdomar. Det som Gunilla Westergren-Thorsson plockar fram ur den 37-gradiga värmen är alltså plastskålar som bland annat innehåller mikroskopiska bitar av lungvävnad. Enkelt uttryckt kan man säga att det är små bitar av människokroppen som odlas fram i experimentsyfte.
Försöken med fibroblasterna handlar om att lära sig hur de beter sig vid olika sjukdomar för att man sen ska kunna hitta en lämplig behandling. Nästa steg är att skapa ett system där ett skikt av fibroblaster arbetar tillsammans med lager av de celler som bygger upp det inre av våra lungor för att få en mer komplett bild av hur kroppen reagerar på olika påfrestningar och sjukdomar. Vi börjar alltså närma oss en minivariant av en konstgjord lunga som kan studeras i detalj utan alla de begränsningar och svårigheter som det innebär att studera ett djur.
En sådan levande modell av ett mänskligt system av celler, det har man på sätt och vis redan uppnått i de framodlade slemhinnor som används i många laboratorier världen över. Slemhinnor ligger som ett skyddande skikt över många av de delar av kroppen som kommer i direkt kontakt med yttervärlden. Slemhinnan är ett första försvar mot attacker på vår hälsa, särskilt de som kommer från luften.
Att kunna testa hur slemhinnan reagerar på gifter och allergiframkallande ämnen är ett stort steg framåt om man vill minska antalet djurförsök som utförs i världen varje år.
Det har visat sig att slemhinnan är en samling celler som med rätt stimulans kan organisera sig själva till något som liknar en fungerande enhet.
Om man odlar cellerna till ett skikt i vätska och sedan torrlägger den ena sidan av skiktet, då händer något. Det börjar växa ut flimmerhår på den torra sidan, precis som i våra näsor eller luftstrupar. Sedan utvecklas ett tunt slemskikt som ligger ovanför flimmerhåren, som i våra andningsvägar. Forskning på den konstgjorda slemhinnan har avslöjat andra, tidigare okända funktioner hos våra slemhinnor, men det återstår ännu att avgöra om de liknar våra egna hinnor till hundra procent.
Klart är att den kan användas till att göra många tester som kan ge mycket information om hur vi påverkas av olika kemiska ämnen, tester som idag görs på djur.
Principen för djurförsök är enkel – utsätt ett djur för något och se vad som händer. Spruta in en bakterie i en mus och analysera sedan hur musen reagerar, till exempel vilka antikroppar och hormoner som musen producerar i sina celler. Den kunskapen används för att dra slutsatser om naturen och människan, kanske hur man kan skapa ett nytt läkemedel.
Men med dagens allt mer detaljerade information om vad som händer i kroppen på molekylnivå, skulle man inte kunna räkna ut vad som händer med en kombination av kemisk, biologisk och matematisk kunskap?
Det är just vad en forskargrupp i Uppsala under professor Jarl Wikberg håller på med. Med deras beräkningsmetoder kan man förutsäga hur ett försöksdjur skulle reagera på ett visst ämne.
Cellernas molekyler är ofta närmast obegripligt komplicerade, men den här nya metoden bygger på förenklade statistiska antaganden om kroppens ämnen och sinnrik matematik. Och den har visat sig fungera utmärkt. På 70-talet kunde man framställa till exempel antikroppar genom att injicera en bakterie i tassarna på en kanin. Det kan nu utföras helt teoretiskt i en bordsdator.
Eftersom vi dessutom vet hur människans hela genetiska bibliotek ser ut, så kan man räkna ut vilken speciell gensekvens som krävs för att tillverka den aktuella antikroppen.
Sekvensen kan sättas in i en bakterie som får tillverka molekylen man är ute efter. Inga djur används, och även här blir resultaten exaktare och kostar mindre. En intressant tillämpning av metoden handlar om att hitta måltavlor för nya läkemedel. En läkemedelsmolekyl måste kunna fästa på och ta sig in i en cell för att bli verksam. Då gäller det att läkemedlet har den rätta kemiska egenskaperna. Med datorberäkning går det att snabbt och enkelt räkna ut hur den borde se ut. Det här öppnar stora möjligheter inte minst för läkemedelstillverkare.
Få forskare tror att man kan klara sig helt utan djurförsök. De behövs fortfarande när det gäller att se vad som händer över flera generationers fortplantning till exempel. Och den ökade användningen av genetiskt förändrade möss visar att det kommer nya sätt att hitta kunskap som kräver försöksdjur. Men arbete pågår över hela världen för att hela tiden hitta bättre alternativ där det är möjligt.