작성자 CRE 댓글 0 건 조회 6,233 회 작성일 20-03-09 15:29

[동물실험에 대한 대체 방법]

(Alternatives to Animal Testing) 

https://www.peta.org/issues/animals-used-for-experimentation/alternatives-animal-testing/

 

연구 자금 지원을 위한 정부기관회의에서 미국 국립보건원(NIH, National Institutes of Health)에서 관리자로 일했던 Elias Zerhouni 박사는 인간을 위해 동물을 대상으로 실험하는 것은 문제가 있었다고 말한다. 

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오늘날, 동물을 대상으로 하는 실험이 잔인하고, 고가의 비용이 필요하며, 구체적으로 인간에게 적용하기에 문제가 되는 부분이 많아, 전 세계의 미래 지향적 연구자들은 동물을 대체하여 인간의 질병을 연구하고 건강에 대하여 실제로 관련될 수 있는 제품을 시험하기 위한 방법을 개발하고 사용하기 위한 노력을 하고 있다. 이와 같은 동물실험을 대체할 수 있는 방안에는 vitro방법이라 알려진 인간 세포와 조직을 이용하는 정교한 테스트 방법, silico 모델이라 부르는 고도의 컴퓨터 모델링 기법, 그리고 인간 자원자들과의 연구 등이 있다.

 

이러한 동물을 사용하지 않는 연구방법들은 동물실험 결과가 인간에게 적용이 어렵다거나 불가능하게 하는 우려가 없고 시간과 비용 면에서도 경제적이라고 할 수 있다고 한다. 이에 본 PETA(Pepole for the Ethical Treatment Animals)와 부속기관들은 동물실험을 대체할 수 있는 다양한 방법의 연구 개발을 지원하고 있으며, 전 세계 정부기관 및 기업들에게 이러한 대체방법 사용을 적극적으로 사용하도록 홍보하고 기존의 동물실험에 비해 우수한 점을 알리고 있다.

 

동물을 사용하지 않고 여러 가지 최첨단의 연구 방법을 활용하는 예를 설명하고 그 방법의 장점들을 소개한다.

 

Vitro 시험 방법

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                                <그림 출처: https://wyss.harvard.edu/technology/human-organs-on-chips/>

 

하버드의 Wyss 연구소에서는 인간 장기 및 장기 시스템의 구조와 기능을 그대로 본 따서 만든 최첨단 시스템에서 인간 세포가 배양되도록 하는 칩 상의 장기(organs-on-chips)”를 만들어냈다. 이 칩은 동물을 대신하여 질병 연구와 신약 테스트, 독성 물질 테스트 등에 사용될 수 있고 인간 생리학과 질병 및 약에 대한 반응을 불완전한 동물실험에서 보다 훨씬 정확하게 재현해 내는 것으로 나타났다. HµRel Corporation과 같은 회사에서는 이미 이러한 칩을 제품화시켜 연구자들이 동물을 대신하여 이 칩을 이용한 연구를 하고 있다.

다양한 세포에 기초한 테스트와 세포 조직 모델들이 치료약, 화학물질, 화장품 및 소비재의 안정성을 평가하는 데 사용될 수 있다. Cyprotex가 소유하고 있는 CeeTox에서는 일반적인 인간 피부의 주요 속성을 복제한 3차원 인간 세포에 기초하는 피부 모델인 MatTek’s EpiDermTissue Model을 이용하여 인간에게 피부 알레르기를 일으키는 잠재적 물질을 찾아내는 방법을 개발하였다. 이 방법은 기니피그나 실험용 쥐의 털을 제거한 피부에 알레르기 물질을 주사하고 반응을 살폈던 예전의 방법을 대체할 수 있었다. MatTek’s EpiDerm은 피부에 염증을 일으키는 물질을 찾기 위해 실험용 토끼에 고통스럽고 반복되는 실험을 수행했던 것을 대체하기 위해 사용될 수도 있었다.

독일 제조업체 VITROCELL이 만든 장치는 사람이 들이마시는 물질들이 인체에 미치는효과를 테스트하기 위해 접시에 놓인 인간 폐 세포를 특정 물질에 노출시키는 역할을 수행한다. 매일 인간은 고의적으로(예를 들어 담배 연기) 또는 의도하지 않게(예를 들어 제초제 같은) 다양한 화학 물질을 들이 마신다. VITROCELL 장치를 사용하면 한쪽에서는 피와 같은 액체로부터 영양분을 받는 동안 다른 한쪽에서는 공수된 화학 물질에 인간 세포가 노출되게 함으로써 특정 화학 물질이 인간 폐에 들어가면 실제로 어떤 일이 발생하는지 알 수 있게 한다. 이 장치는 쥐에게 작은 관을 통해 독성 물질을 들이마시게 하여 마침내는 죽게 만드는 실험을 대체할 수 있다.

동물실험 대체를 위한 European Union Reference Laboratory에서 연구자들은 인간 혈청 세포를 사용하여 인간 몸에서 위험한 발열 현상을 일으킬 수 있는 오염 물질을 찾을 수 있는 5가지 테스트 방법을 개발하여 이제까지 토끼에게 수행해 왔던 고통스러운 실험을 줄일 수 있게 되었다.

 

컴퓨터(silico) 모델링

연구자들은 다양한 범위의 정교한 컴퓨터 모델링 방법을 이용하여 인간 생리학 분야와 질병 발생 진행 과정을 가상 실험으로 할 수 있게 되었다. 연구 결과를 보면 이러한 모델을 이용하여 새로운 약이 인간 몸에서 어떻게 반응하는가를 정확히 예측할 수 있고 탐색적 연구와 표준 신약 테스트에서의 동물 사용을 대체할 수 있는 것으로 나타났다.

구조-활성의 정량적 관계(QSAR, Quantitative structure-activity relationships)는 기존 물질과 인간 생리학에 대한 지식과의 유사성을 기초로 하여 특정 물질의 위험도를 정교한 방법으로 측정함으로써 동물실험을 대체할 수 있는 컴퓨터를 기반으로 하는 기술이다. 많은 기업과 정부 기관에서 동물에 대한 화학 물질 테스트를 피하기 위해 이 기법을 많이 사용하고 있고 PETA에서도 적극적으로 사용을 권장하고 있다.

 

인간 자원자들과의 연구

0상 임상 시험(microdosing)”이라 부르는 이 연구 방법은 실험 중인 신약의 안전에 관한 중요한 정보를 제공하고 대규모의 임상 테스트 이전에 인간 몸에서 어떠한 신진대사를 일으키는지 볼 수 있게 한다. 실험 자원자에게 아주 극소량의 약을 복용하게 한 후, 정교한 이미지 처리 기술을 사용하여 약이 인체에서 작동하는 것을 잘 모니터하는 방법이다.

인간 자원자들을 대상으로 하는 기능적 자기공명영상(MRI)과 같은 고도의 뇌 이미지 처리 및 기록 기술은 쥐나 고양이, 원숭이들의 뇌를 손상시키는 과거의 낡은 실험 방법을 대체할 수 있는 신기술이다. 이러한 새로운 기술을 사용하여 인간의 뇌를 안전하게 검사할 수 있으며 심지어는 경두개 자기 자극 방법을 사용하여 뇌를 임시적으로 통제할 수도 있다.

 

인간-환자 시뮬레이터(Human-Patient Simulators)

숨쉬고, 피도 흘리며, 발작도 일으키고, 대화는 물론 죽기까지 하는 인간의 생활을 컴퓨터 화시킨 인간-환자 시뮬레이터를 사용하여 예전에는 동물 해부를 이용하여 이루어졌던 충분하지 못한 실습보다 더욱 우수한 환경에서 생리학과 약리학 분야를 학생들에게 가르칠 수 있다. 고도의 기술로 개발된 시뮬레이터는 질병과 상해를 재현할 수 있고, 의약 처치와 약물 주입에 대하여 생물학적 반응을 나타내준다. 미국, 캐나다와 인도의 모든 의과대학에서는 동물실험 대신에 시뮬레이터와 가상현실 시스템, 컴퓨터 시뮬레이터 및 감독하의 임상실험으로 모두 대체되었다,

더 높은 수준의 의학실습을 위해서 호흡하고 출혈하는 인간 몸을 재현하고 피부와 세포층, 갈비뼈와 내장 기관과 같은 것을 표현할 수 있는 TraumaMan과 같은 시스템을 사용하면 살아있는 돼지, 염소나 개를 해부해야 했던 학생들에게 응급수술 절차와 다양한 학습을 보다 더욱 자세하고 정확하게 제공함으로써 인명구조 기술을 잘 설명할 수 있게 되었다.
 

PETA International Science Consortium Ltd. 웹사이트(https://www.peta.org/)에서는 동물 사용을 대체할 수 있는 현대적인 연구 방법과 테스트 방법에 대한 정보를 제공한다. 이미 승인된 대체 독성물질 테스트 방법에 대한 리스트도 제공하고 있으며 동물을 사용하지 않는 방법의 개발과 관련된 기업 및 조직에 관한 내용도 찾아볼 수 있다.

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동물실험을 줄이기 위한 대체방법

  • 작성일 20-03-09 15:29
  • 조회 6,233

[동물실험에 대한 대체 방법]

(Alternatives to Animal Testing) 

https://www.peta.org/issues/animals-used-for-experimentation/alternatives-animal-testing/

 

연구 자금 지원을 위한 정부기관회의에서 미국 국립보건원(NIH, National Institutes of Health)에서 관리자로 일했던 Elias Zerhouni 박사는 인간을 위해 동물을 대상으로 실험하는 것은 문제가 있었다고 말한다. 

quote.jpg

 

오늘날, 동물을 대상으로 하는 실험이 잔인하고, 고가의 비용이 필요하며, 구체적으로 인간에게 적용하기에 문제가 되는 부분이 많아, 전 세계의 미래 지향적 연구자들은 동물을 대체하여 인간의 질병을 연구하고 건강에 대하여 실제로 관련될 수 있는 제품을 시험하기 위한 방법을 개발하고 사용하기 위한 노력을 하고 있다. 이와 같은 동물실험을 대체할 수 있는 방안에는 vitro방법이라 알려진 인간 세포와 조직을 이용하는 정교한 테스트 방법, silico 모델이라 부르는 고도의 컴퓨터 모델링 기법, 그리고 인간 자원자들과의 연구 등이 있다.

 

이러한 동물을 사용하지 않는 연구방법들은 동물실험 결과가 인간에게 적용이 어렵다거나 불가능하게 하는 우려가 없고 시간과 비용 면에서도 경제적이라고 할 수 있다고 한다. 이에 본 PETA(Pepole for the Ethical Treatment Animals)와 부속기관들은 동물실험을 대체할 수 있는 다양한 방법의 연구 개발을 지원하고 있으며, 전 세계 정부기관 및 기업들에게 이러한 대체방법 사용을 적극적으로 사용하도록 홍보하고 기존의 동물실험에 비해 우수한 점을 알리고 있다.

 

동물을 사용하지 않고 여러 가지 최첨단의 연구 방법을 활용하는 예를 설명하고 그 방법의 장점들을 소개한다.

 

Vitro 시험 방법

Organ-on-a-Chip.jpg

                                <그림 출처: https://wyss.harvard.edu/technology/human-organs-on-chips/>

 

하버드의 Wyss 연구소에서는 인간 장기 및 장기 시스템의 구조와 기능을 그대로 본 따서 만든 최첨단 시스템에서 인간 세포가 배양되도록 하는 칩 상의 장기(organs-on-chips)”를 만들어냈다. 이 칩은 동물을 대신하여 질병 연구와 신약 테스트, 독성 물질 테스트 등에 사용될 수 있고 인간 생리학과 질병 및 약에 대한 반응을 불완전한 동물실험에서 보다 훨씬 정확하게 재현해 내는 것으로 나타났다. HµRel Corporation과 같은 회사에서는 이미 이러한 칩을 제품화시켜 연구자들이 동물을 대신하여 이 칩을 이용한 연구를 하고 있다.

다양한 세포에 기초한 테스트와 세포 조직 모델들이 치료약, 화학물질, 화장품 및 소비재의 안정성을 평가하는 데 사용될 수 있다. Cyprotex가 소유하고 있는 CeeTox에서는 일반적인 인간 피부의 주요 속성을 복제한 3차원 인간 세포에 기초하는 피부 모델인 MatTek’s EpiDermTissue Model을 이용하여 인간에게 피부 알레르기를 일으키는 잠재적 물질을 찾아내는 방법을 개발하였다. 이 방법은 기니피그나 실험용 쥐의 털을 제거한 피부에 알레르기 물질을 주사하고 반응을 살폈던 예전의 방법을 대체할 수 있었다. MatTek’s EpiDerm은 피부에 염증을 일으키는 물질을 찾기 위해 실험용 토끼에 고통스럽고 반복되는 실험을 수행했던 것을 대체하기 위해 사용될 수도 있었다.

독일 제조업체 VITROCELL이 만든 장치는 사람이 들이마시는 물질들이 인체에 미치는효과를 테스트하기 위해 접시에 놓인 인간 폐 세포를 특정 물질에 노출시키는 역할을 수행한다. 매일 인간은 고의적으로(예를 들어 담배 연기) 또는 의도하지 않게(예를 들어 제초제 같은) 다양한 화학 물질을 들이 마신다. VITROCELL 장치를 사용하면 한쪽에서는 피와 같은 액체로부터 영양분을 받는 동안 다른 한쪽에서는 공수된 화학 물질에 인간 세포가 노출되게 함으로써 특정 화학 물질이 인간 폐에 들어가면 실제로 어떤 일이 발생하는지 알 수 있게 한다. 이 장치는 쥐에게 작은 관을 통해 독성 물질을 들이마시게 하여 마침내는 죽게 만드는 실험을 대체할 수 있다.

동물실험 대체를 위한 European Union Reference Laboratory에서 연구자들은 인간 혈청 세포를 사용하여 인간 몸에서 위험한 발열 현상을 일으킬 수 있는 오염 물질을 찾을 수 있는 5가지 테스트 방법을 개발하여 이제까지 토끼에게 수행해 왔던 고통스러운 실험을 줄일 수 있게 되었다.

 

컴퓨터(silico) 모델링

연구자들은 다양한 범위의 정교한 컴퓨터 모델링 방법을 이용하여 인간 생리학 분야와 질병 발생 진행 과정을 가상 실험으로 할 수 있게 되었다. 연구 결과를 보면 이러한 모델을 이용하여 새로운 약이 인간 몸에서 어떻게 반응하는가를 정확히 예측할 수 있고 탐색적 연구와 표준 신약 테스트에서의 동물 사용을 대체할 수 있는 것으로 나타났다.

구조-활성의 정량적 관계(QSAR, Quantitative structure-activity relationships)는 기존 물질과 인간 생리학에 대한 지식과의 유사성을 기초로 하여 특정 물질의 위험도를 정교한 방법으로 측정함으로써 동물실험을 대체할 수 있는 컴퓨터를 기반으로 하는 기술이다. 많은 기업과 정부 기관에서 동물에 대한 화학 물질 테스트를 피하기 위해 이 기법을 많이 사용하고 있고 PETA에서도 적극적으로 사용을 권장하고 있다.

 

인간 자원자들과의 연구

0상 임상 시험(microdosing)”이라 부르는 이 연구 방법은 실험 중인 신약의 안전에 관한 중요한 정보를 제공하고 대규모의 임상 테스트 이전에 인간 몸에서 어떠한 신진대사를 일으키는지 볼 수 있게 한다. 실험 자원자에게 아주 극소량의 약을 복용하게 한 후, 정교한 이미지 처리 기술을 사용하여 약이 인체에서 작동하는 것을 잘 모니터하는 방법이다.

인간 자원자들을 대상으로 하는 기능적 자기공명영상(MRI)과 같은 고도의 뇌 이미지 처리 및 기록 기술은 쥐나 고양이, 원숭이들의 뇌를 손상시키는 과거의 낡은 실험 방법을 대체할 수 있는 신기술이다. 이러한 새로운 기술을 사용하여 인간의 뇌를 안전하게 검사할 수 있으며 심지어는 경두개 자기 자극 방법을 사용하여 뇌를 임시적으로 통제할 수도 있다.

 

인간-환자 시뮬레이터(Human-Patient Simulators)

숨쉬고, 피도 흘리며, 발작도 일으키고, 대화는 물론 죽기까지 하는 인간의 생활을 컴퓨터 화시킨 인간-환자 시뮬레이터를 사용하여 예전에는 동물 해부를 이용하여 이루어졌던 충분하지 못한 실습보다 더욱 우수한 환경에서 생리학과 약리학 분야를 학생들에게 가르칠 수 있다. 고도의 기술로 개발된 시뮬레이터는 질병과 상해를 재현할 수 있고, 의약 처치와 약물 주입에 대하여 생물학적 반응을 나타내준다. 미국, 캐나다와 인도의 모든 의과대학에서는 동물실험 대신에 시뮬레이터와 가상현실 시스템, 컴퓨터 시뮬레이터 및 감독하의 임상실험으로 모두 대체되었다,

더 높은 수준의 의학실습을 위해서 호흡하고 출혈하는 인간 몸을 재현하고 피부와 세포층, 갈비뼈와 내장 기관과 같은 것을 표현할 수 있는 TraumaMan과 같은 시스템을 사용하면 살아있는 돼지, 염소나 개를 해부해야 했던 학생들에게 응급수술 절차와 다양한 학습을 보다 더욱 자세하고 정확하게 제공함으로써 인명구조 기술을 잘 설명할 수 있게 되었다.
 

PETA International Science Consortium Ltd. 웹사이트(https://www.peta.org/)에서는 동물 사용을 대체할 수 있는 현대적인 연구 방법과 테스트 방법에 대한 정보를 제공한다. 이미 승인된 대체 독성물질 테스트 방법에 대한 리스트도 제공하고 있으며 동물을 사용하지 않는 방법의 개발과 관련된 기업 및 조직에 관한 내용도 찾아볼 수 있다.