Концепция трёх R

Распространённое заблуждение о 3R состоит в том, что они относятся только к замене^[2], однако их область применения гораздо шире.

В оригинальной книге 3R были произвольно ограничены позвоночными. Рассел и Берч оценивали возможность страдания по чувственности (Sentience). Они использовали термин «техника замещения» для любого научного метода, использующего неразумный материал, для замены методов, использующих сознательных живых позвоночных^[1]. Этот неразумный материал включал высшие растения, микроорганизмы и многоклеточных эндопаразитов, которые, по утверждениям авторов, имели почти атрофированные нервную и сенсорную системы. Рассел и Берч назвали «сравнительной заменой» возможную замену позвоночных субъектов на беспозвоночных. Рассел и Берч также рассматривали уровни замещения. При «относительном замещении» животные по-прежнему необходимы, хотя во время эксперимента они, вероятно или наверняка, не подвергаются никакому стрессу. При «абсолютной замене» животные вообще не требуются ни на каком этапе.

Стратегии замены включают в себя:

1. Культуры тканей
2. Перфузионные органы
3. Срезы тканей
4. Клеточные фракции
5. Субклеточные фракции

Более поздние интерпретации принципа замещения предполагают предпочтительное использование методов, не связанных с животными, когда это возможно для достижения тех же научных целей, то есть беспозвоночные не считаются подходящей заменой позвоночным. Однако, например, Национальный центр замены, усовершенствования и сокращения животных в исследованиях (NC3R) выступает за использование некоторых беспозвоночных в исследованиях с заменой^[3]. Следовательно, термин «замещение» может относиться к использованию предположительно менее разумных видов^[4], как в «относительном замещении».

Рассел и Берч не могли предвидеть некоторые технологии, появившиеся к 2020-м годам. Одна из этих технологий, трёхмерные клеточные культуры, также известная как органоиды или мини-органы, заменила животных в некоторых видах исследований. Учёные из Университета Джона Хопкинса разработали органоиды мини-мозга, чтобы смоделировать, как COVID-19 может повлиять на мозг^[5]. Исследователи использовали органоиды головного мозга, чтобы смоделировать, как вирус Зика нарушает развитие мозга плода. Опухоли — трёхмерные клеточные культуры, полученные из клеток, взятых при биопсии у пациентов-людей — можно использовать для изучения геномики и лекарственной устойчивости опухолей в различных органах. Органоиды также используются при моделировании генетических заболеваний, таких как муковисцидоз^[6], нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона, инфекционных заболеваний, таких как MERS-CoV и норовирус, и паразитарных инфекций, таких как Toxoplasma gondii^[7]. Органоиды, полученные из клеток человека и животных, также широко используются в фармакологических и токсикологических исследованиях^[8][9].

Сокращение относится к методам, которые сводят к минимуму количество животных, используемых для исследования^[3]. Рассел и Берч предположили, что сокращения количества используемых животных можно добиться несколькими способами. Одним из основных способов, благодаря которым может произойти значительное сокращение, является правильный выбор стратегии при планировании и выполнении целых направлений исследований. Второй метод заключается в контроле вариаций среди животных, используемых в исследованиях, а третий метод заключается в тщательном планировании и анализе исследований. С появлением, развитием и доступностью компьютеров в статистическом анализе можно использовать большие наборы данных, тем самым уменьшая количество используемых животных. В некоторых случаях, используя ранее опубликованные исследования, можно полностью избежать использования животных, избегая ненужного повторения. Современные методы визуализации в сочетании с новыми методами статистического анализа также позволяют сократить количество используемых животных, например, предоставляя больше информации о каждом животном^[10][11].

Рассел и Берч писали: «Предположим, что для определённой цели мы не можем использовать методы замещения. Предположим, мы договорились, что будем использовать все средства теории и практики, чтобы свести к минимуму количество животных, которых мы должны использовать. Именно в этот момент начинается усовершенствование, и его цель состоит в том, чтобы просто свести к абсолютному минимуму количество страданий, причиняемых тем животным, которые все ещё используются»^[1]. Методы усовершенствованиямогут включать^[12]:

• Неинвазивные методы
• Адекватная анестезия и анальгетики для облегчения боли
• Обучение животных добровольному участию в процедурах (например, в заборе крови), чтобы они лучше контролировали процедуру, уменьшали стресс.
• Предоставление подходящего для вида жилья и обогащение окружающей среды, которые отвечают физическим и поведенческим потребностям животных (например, предоставление возможностей для гнездования грызунов).

Определение усовершенствования развилось из определения, данного Расселом и Берчем. К 2020-м годам общепринятым является новое определение: это любой подход, который позволяет избежать или свести к минимуму реальную или потенциальную боль, дистресс и другие неблагоприятные эффекты, испытываемые в любой момент жизни животных, и который улучшает их благополучие^[13]. Усовершенствование охватывает не только прямой вред, связанный с использованием животных, но и косвенный или случайный вред, связанный с разведением, транспортировкой, содержанием и животноводством.

В 1954 году Федерация университетов по защите животных (UFAW) решила спонсировать систематические исследования прогресса гуманных лабораторных методов^[14]. В октябре того же года Уильям Рассел, известный молодой зоолог, и Рекс Берч, микробиолог, получили назначение и начали систематическое изучение лабораторных методов в их этических аспектах. В 1956 году они подготовили общий отчёт для комитетов Федерации, и этот отчёт лёг в основу книги, которая была завершена в начале 1958 года. Большую часть времени они работали со специальным Консультативным комитетом под председательством профессора Питера Медавара.

В качестве вклада в празднование столетия «Происхождения видов» все цитаты в начале каждой главы взяты из работ Чарльза Дарвина.

Критика принципов связана с пониманием и реализацией различных аспектов подхода^[15]. Разные заинтересованные стороны (например, экспериментаторы на животных, представители учреждений, политики, активисты и общественность) могут по-разному интерпретировать 3R^[15][16]. Принципы при этом не затрагивают некоторые вопросы, сосредоточены на гуманном обращении с животными, а не на этике их использования^[15].

Отмечается, что продвижение принципов не привело к сокращению количества животных, используемых в экспериментах^[17][18]. Однако эта критика может быть результатом неправильного понимания принципа «сокращение» — он касается не абсолютного сокращения количества используемых животных, а сокращения количества животных, используемых в одном исследовании. Трудно оценить количество животных, не используемых в научных процедурах в результате методов замены или сокращения, но количество проводимых медицинских исследований растёт быстрее, чем количество используемых животных^[19].

В обзоре десятков статей, посвященных мышам в продолжительных экспериментах с болью, исследователи обнаружили, что в них не было упоминаний 3R, что может говорить о том, что исследователи не знают об этих принципах или равнодушны к ним^[20]. После обзора качества экспериментального дизайна в опубликованных журнальных статьях^[21] среди прочего было обнаружено, что использование принципов 3R и отчёты об этом были спорадическими. В результате в 2010 году были разработаны и опубликованы рекомендации ARRIVE (Animal Research: Reporting of In Vivo Experiments)^[22] — список из 20 пунктов, которые должны быть указаны в публикациях, описывающих научные исследования с использованием животных. Многие журналы стали требовать от авторов соблюдения рекомендаций ARRIVE при подготовке рукописей^[23], но последующий обзор, опубликованный в 2014 году, показал, что уровень отчётности по некоторым элементам исследований по-прежнему остаётся низким^[24].

В ходе опроса португальских учёных, недавно прошедших обучение по 3R, исследователи обнаружили, что «на удивление большое количество исследователей не знали о принципе 3R, даже те, кто работал с животными более 10 лет». Обучение 3R «не изменило представления о текущих и будущих потребностях в использовании животных в исследованиях», но расширило знания о применении 3R^[25]. Авторы обнаружили, что проводимое ими обучение «по-видимому, мало влияет на о принятии исследователями замещающих альтернатив использованию животных»^[25].