CIÊNCIAS DE ANIMAIS DE LABORATÓRIO NO BRASIL

Anísio Francisco Soares ^[1]

João Matheus Ribeiro Moura ^[2]

Maria Eduarda Lima de Souza ^[3]

Mariza Brandão Palma ^[4]

José de Castro Souza Neto Júnior ^[5]

1. HISTÓRIA DO BIOTERISMO

Há muitos séculos os animais são utilizados pelo homem, seja na alimentação, para a ajuda em trabalhos de força física e também no âmbito da ciência em conjunto com a área da saúde (Politi; 2008). Devido a constante evolução do conhecimento humano, principalmente o do estudo biológico, estudo da medicina humana e veterinária, isso reverbera consequentemente no desenvolvimento de ações de criação e experimentação de animais e dessa forma, estimulou o processo de atualização de suas técnicas e de seus procedimentos. (ANDRADE, et al; 2002)

Por muito tempo, os animais de laboratório vêm sendo usados em pesquisas de cunho experimental em muitos centros de pesquisas, como universidades, recorrem à experimentação com o intuito de descobrir curas e tratamentos para determinadas doenças e se elas podem acometer os seres humanos. Esses estudos variam nas áreas de anatomia, testes imunológicos e estudos no âmbito de virologia, dessa forma, permitindo o avanço no desenvolvimento do campo científico e na criação de novos fármacos e seus possíveis efeitos colaterais. No passado, os animais de laboratório eram definidos e utilizados apenas como uma “ferramenta de trabalho” que auxiliava na investigação do diagnóstico sem levar em conta sua genética e sua qualidade sanitária (ANDRADE et al., 2002).

De certa forma, os institutos de investigação eram responsáveis pela criação de animais de laboratórios, entretanto, tais institutos não possuíam estruturas adequadas e nem mão de obra habilitada para essas determinadas atividades, além da falta de cuidados com a alimentação. Dessa forma, foi implementada no Brasil em 2008 a conhecida Lei Arouca, lei essa, que normatiza as experimentações para o uso científico, tratando com exclusividade o tema no Brasil (Guimarães, 2016).

A utilização de animais em laboratórios na experimentação biológica se deu inicialmente em estreita relação com a “patologia comparada”. Em uma época em que as autópsias em humanos eram proibidas, a utilização de animais na busca da origem e das características das patologias que afetam a espécie humana com a utilização de necropsias dessa forma, através do método de comparação das patologias para encontrar semelhanças nas patologias. Cientistas pioneiros nesses estudos como Hipócrates (em 460-377 a. C), Aristóteles (384-322) e Galeno posteriormente em Roma (130-200 d. C), se basearam nas semelhanças e particularidades entre órgãos dos animais e humanos. À medida em que suas pesquisas avançavam, descobriram o funcionamento dos órgãos, a funcionalidade da corrente sanguínea, a respiração e a nutrição dos corpos, com o intuito de obter informações úteis dos sistemas orgânicos (Guimarães, 2016).

Com as experimentações, Aristóteles defendia um conceito de superioridade de humanos sob os animais firmando uma hierarquia natural em que seres com uma baixa capacidade de raciocínio deveriam beneficiar e suprir seres que são considerados mais racionais. Posteriormente, em Roma o médico Galeno realizou os primeiros procedimentos de vivissecção em animais com o objetivo experimental de indução de alterações orgânicas em animais e posteriormente avaliando as experiências (Guimarães, 2016). No século XVI, na Inglaterra, Francis Bacon fez uma reflexão sobre a experimentação animal, onde afirma que o avanço da ciência se faz através de suas observações, na sua obra intitulada “Proficience and Advancement of Learning Divine and Human”, publicada em 1605 (Politi, 2008).

Com os estudos decorridos, Galeno descobriu importantes características nos vasos sanguíneos e a descoberta de que as artérias não transportavam ar devido a adventos da época em que a religião e a ciência definitivamente não andavam em mesmos passos. Séculos à frente, o médico britânico William Harvey (1638) propôs a primeira observação de animais dissecados com finalidade de estudos científicos, em consequência desses estudos, diversas publicações desses resultados obtidos através desses experimentos foram possíveis adquirir estudos da fisiologia de circulação em mais de 80 espécies. Sendo o médico responsável por descrever corretamente o sistema circulatório sanguíneo (Guimarães, 2016).

No período do Renascimento, o antropocentrismo colocou o ser humano no foco das atenções onde reafirmava a ideia de que todas as coisas deveriam servir ao homem. Essa linha de raciocínio continuou vigente nos séculos seguintes, onde a experimentação científica teve seu auge, em paralelo com o tema, o filósofo René Descartes considerava que os animais eram desprovidos de espírito e consequentemente de dor tornando-a diferente da espécie humana. Essa teoria recebeu o nome de “mecanicista” fazendo uma alusão que os animais não seriam nada mais que máquinas. Futuramente, contrapondo-se à teoria de Descartes em 1789 o filósofo pensador e jurista Jeremy Bentham inaugurou a base dos princípios morais e éticos dos animais nos procedimentos de experimentação e em seus tratados, estimulou o pensamento da sociedade em relação às práticas com os animais e discutir incapacidade de sentir dor e não a incapacidade de raciocinar e que isso deve ser levada em consideração na forma de tratamento desses seres. (Guimarães, 2016).

Posteriormente, a partir da publicação e divulgação das ideias contidas no livro “A Origem das Espécies” de Charles Darwin em 1859, apareceram pressupostos de uma Com isto, começaram a serem encorajadas as extrapolações dos dados obtidos em pesquisas com modelos animais para seres humanos (Paiva et al., 2005). Diferentes muitos outros estudiosos no meio médico e biológico utilizaram a experimentação com animais para fazer descobertas anatômicas como descobertas científicas desse modo, avançando e auxiliando a medicina da época e conquistando e formando aos poucos a medicina que hoje em dia se utiliza (ANDRADE et al., 2002).

2. TIPOS DE BIOTÉRIO

Os biotérios são instituições que detém a capacidade de reproduzir e manter animais como um reagente de caráter biológico (Santos, 2023). Outro ponto a ser analisado levando em conta a sua instalação são características como: a facilidade de garagem ou estacionamento, local para carregamento de descarregamento de produtos (seja suprimentos ou animais)(Cardoso et al, 2001). Essas instalações podem ser classificadas em 3 tipos diferentes e cada um com sua finalidade e particularidade, essa classificação pode ser conferida a partir de:

• Finalidade a que se destina
• Existência ou não de uma rotina de controle de condição sanitária
• Rotinas existentes referentes ao método de acasalamento/condição
• Criação de animais em áreas isoladas de centros urbanos
• Áreas onde    existe   o          baixo   risco    de        fatores externos          atrapalhem      a criação/experimentação (Santos, 2023).

Existem 4 tipos de biotérios, eles são divididos em:

• Biotério de Criação
• Biotério de Reprodução
• Biotério de Manutenção
• Biotério de Experimentação (Cardoso et al., 2001).

É em um biotério que detém o espaço onde se encontram as matrizes reprodutoras das espécies que originam a produção com o objetivo que visa controlar e definir antes do estudo aplicado, às características: (ANDRADE et al., 2002).

• Estado de saúde;
• Carga genética;
• Manuseio de modo que o animal se torne dócil;
• Alimentação empregada;
• Ambiente adequado;
• Fatores que possam ocasionar estresses, fatores que podem influenciar, mesmo que indiretamente na resposta de um experimento (ANDRADE et al., 2002; Cardoso, et al., 2001; Santos, 2023).

2.1.1 BIOTÉRIO DE CRIAÇÃO

São instalações responsáveis por animais que serão submetidos a experimentos com intensão de encontrar respostas com o agregamento em pesquisas, de modo que os resultados sejam coparados com a teoria advinda da pesquisa (Barosa, 2017).

Desse modo, o biotério de criação é aquele onde é encontrado animais com o propósito de reprodução de diversas espécies que originam toda a produção para um experimento. (ANDRADE et al., 2002).

2.1.2 BIOTÉRIO DE REPRODUÇÃO

Os biotérios de reprodução têm a funcionalidade de criar grandes quantidades de animais advindos dos biotérios de criação, para atender pesquisas e suas experimentações (BARBOSA, 2017).

Os animais devem passar por um período de habituação para estar apto à experimentação, esse tempo é necessário para adaptar o animal para o ambiente do biotério e suas vivências como: a alimentação controlada, ao manuseio utilizado para as experimentações e ao controle de possíveis doenças e assim sendo necessário colocar em um período de quarentena (Santos; 2023).

2.1.3 BIOTÉRIO DE MANUTENÇÃO

O biotério de manutenção tem a finalidade de acomodação, produção de sangue, fornecimento de órgãos e a adaptação não possui matrizes e nem podem ser utilizados para procedimentos experimentais (MENEZES, 2022). A finalidade de um biotério de manutenção é de importante valor de meios de cultura, fixação de complemento, desenvolvimento de técnicas cirúrgicas em transplantes e outras experimentações. Diferente do biotério de criação, o biotério de manutenção tem um custo menor na aquisição e manutenção de animais sendo recomendado especialmente onde haja a necessidade de conservação de espécies. Este tipo de biotério pode estar ligado a um biotério de experimentação (ANDRADE et al., 2002).

2.1.4 BIOTÉRIO DE EXPERIMENTAÇÃO

O biotério de experimentação recebe animais para o seu uso em pesquisas. Nos biotérios de experimentação, é necessária uma padronização tanto em ambiente tanto para a alimentação para garantir que o estudo realizado com o animal tenha o sucesso esperado (Santos; 2023), devido a necessidade de controlar ao máximo, os fatores que possam interferir, direta ou indiretamente no experimento, e só atingir ou modificar a variável visada.(ANDRADE, et al; 2002).

Quando se tratar de doenças potencialmente transmissíveis estudadas no âmbito do biotério de experimentação, serão necessárias uma estrutura apropriada e uma rotina de trabalho que ofereça barreiras contra a transmissão de doenças e, qualquer animal que entrar em um biotério deverá passar por uma quarentena (BARBOSA; 2017).

3. MODELO ANIMAL

Antes da era moderna, não era levado em consideração a condição sanitária e genética dos animais que seriam utilizados em pesquisas. Com o advento da era Moderna e avanço da ciência, tornou-se necessário que os animais tivessem essas condições ideais bem classificadas e que o ambiente fosse controlado, visto que esses são reagentes biológicos e que quanto maior a uniformidade desses animais, mais seguro seriam os resultados dos experimentos. Portanto, é necessário que os animais de laboratório sejam classificados em status sanitário e genético (FERREIRA, 2005).

3.1.1. STATUS SANITÁRIO

• Animais Gnotobióticos: animais que possuem microbiota associada definida, devendo ser criados em ambientes dotados de barreiras sanitárias absolutas.
• Germfree (GF) ou Axênicos: são animais livres de microrganismos, criados com barreiras sanitárias desde feto para não ter contato com micróbios.
• Flora Definida (FD): é utilizado um animal germfree que será contaminado com um ou mais microrganismo, ou seja, possuem flora microbiana definida.
• Animais Livres de Germes Patogênicos Específicos (SPF): são animais isentos de microrganismos específicos, mas isso não impede eles de serem contaminados com microrganismos que não sejam específicos (ALVES et al, 2002).

Essa variedade de modelos animais é importante por permitir o estudo da ação de um agente sem interferência de outros microrganismos e da função da microflora (WOSTMANN, 1996).

• Animais Convencionais: animais que não possuem microbiota bem definida devido ao fato de viverem sem barreiras sanitárias rigorosas (COUTO, 2002).

3.1.2. STATUS GENÉTICO

Segundo Magalhães (2012), em 1953 os pesquisadores Watson e Crick descobriram a estrutura molecular do DNA o que possibilitou o desenvolvimento de tecnologias genéticas a favor do homem e da ciência.

• Animais isogênicos

Essa linhagem é caracterizada quando a homozigose se expressa acima de 98,2% no genoma do animal, isso ocorre após ocorrer o cruzamento entre irmãos por mais de 20 gerações. Animais isogênicos apresentam maior preservação da pureza genética, ocasionando numa maior semelhança de fenótipo e genótipo entre os indivíduos parentais (BRAGA, 2017).

• Animais não consanguíneos

Essa linhagem permite a diversidade genética e fenotípica por possuir heterozigose acima de 99% (SANTOS, 2002). Para gerar animais outbred ou não consanguíneos é necessário um grande número de casais cruzando para permitir maior troca de material genético (CHORILLI et al., 2007).

• Animais híbridos

São animais derivados de duas linhagens puras (isogênicas) possuidores de alelos diferentes com a finalidade de gerar indivíduos heterozigotos (SANTOS, 2002). Essa linhagem costuma apresentar uma média superior em relação aos pais

(PEREIRA,2008).

• Animais transgênicos

É inserido ou silenciando um gene de interesse permitindo a expressão ou inexpressão no animal (PAULA et al, 2017). Assim, ocorre uma alteração no genoma ocasionando uma mutação permitindo o estudo de um tumor, por exemplo (CHORILLI et al, 2007).

• Animais mutantes

Podem ser divididas em mutações espontâneas quando ocorre de forma natural, ao acaso, ou mutação induzida quando é provocada propositalmente em laboratório (FERREIRA et al, 2005).

4. COMISSÃO DE ÉTICA

A Lei Arouca, Lei Federal nº 11.794/08, sancionada no dia 8 de outubro de 2008, uma das principais leis pioneiras no âmbito de pesquisa de animais, é uma lei que regula e estabelece os procedimentos que utilizam animais para uso científico (DALBEN, 2013). A definição de experimentação animal é toda e qualquer execução para propósitos didáticos ou para pesquisa, excluindo o animal humano. No século XVII, René Descartes acreditava em um grande distanciamento entre animal e ser humano, Descartes declarava que os animais por não terem alma eles não tinham a capacidade de sentir a dor. O uso animal para pesquisa teve seu primórdio moral no ano de 1959 por e William Russell e Rex Burch, autores do livro The Principles of Humane Experimental Tecnique, onde as diretrizes internacionais, conhecidas como 3R: replace, reduce e refine, sobre as experimentações foram publicadas (DALBEN, 2013).

As diretrizes são indispensáveis em qualquer utilização da ferramenta ética e jurídica que seja com o princípio destinado à proteção animal em experimentos, podendo observar que a substituição (replace) demonstra procurar substituir a utilização de animais vertebrados por seres não sencientes, redução (reduce) aconselha à diminuição de animais em práticas experimentais, por fim, o refinamento (refine) que defende a necessidade da diminuição do desconforto provocado ao animal no decorrer de determinado experimento ((DALBEN, 2013). Onde é possível identificar os 3R´s no artigo VI do COBEA: “Os animais selecionados para um experimento devem ser de espécie e qualidade apropriadas e apresentar boas condições de saúde, utilizando-se o número mínimo necessário para se obter resultados válidos. Ter em mente a utilização de métodos alternativos tais como modelos matemáticos, simulação por computador e sistemas biológicos in vitro”.

Com a determinação para garantir a legalidades dos procedimentos a Lei Arouca, criou o Conselho nacional de Controle de Experimentação Animal, o CONCEA, com suas responsabilidades dispostas como no artigo 5° e seus adendos de forma básica “formular e zelar pelo cumprimento das normas relativas à utilização de animais com finalidade de ensino e a pesquisa científica” (Oliveira, 2013). Ou seja, isso se deve pela necessidade de fiscalizar os cumprimentos das normas da utilização de animais, sendo válido também credenciar as instituições para a criação ou para a utilização de animais na área de ensino e pesquisa científica, com o intuito de solidificar as normas técnicas para a instalação e funcionamento dessas instituições (Oliveira, 2013).

Em termos de dificuldade a serem vencidas pelo CONCEA é a fiscalização de forma mais eficiente e para isso, utiliza-se o Comitê de Ética no Uso Animais, CEUA´s que é citado no Artigo 8° da Lei nº 11.794/08 “É condição indispensável para o credenciamento das instituições com atividades de ensino ou pesquisa com animais a constituição prévia de Comissões de Ética no Uso de Animais, CEUAs” (Bonella, 2009).

5. ESTRESSE ENTRE OS ANIMAIS DE LABORATÓRIO

A Lei Arouca bane a crueldade contra os animais de laboratório, visto que esses são sujeitos de pesquisa e não apenas uma cobaia, sendo necessário assegurar o bem-estar desses indivíduos (BONELLA, 2009). Assim, é importante assegurar as necessidades básicas desses animais, como boa nutrição, recursos hídricos de qualidade, diminuição de ruídos, iluminação que respeito o ciclo circadiano do animal, temperatura do biotério em 21ºC (RIVERA, 2002), ventilação e renovação do ar para evitar acúmulo de gases tóxicos (REIS, 2012). Além disso, outra maneira de garantir o bem-estar do animal é evitar o transporte desses animais, bem como realizar procedimentos invasivos perto de outros animais (ESTURIÃO, 2021).

A alteração desses fatores ambientais pode acarretar um desequilíbrio homeostático no indivíduo e sendo, portanto, um agente estressante, violando o bem-estar e ocasionando consequências para o animal (ACCO, 1999).

O endocrinologista Hans Selye desenvolveu o conceito de estresse quando analisou que espécies diferentes apresentavam uma repetição na resposta fisiológica para estímulos negativos. Essas experiências que rompem a homeostase e se tornam nocivas para o organismo do indivíduo, são consideradas “estressoras” (BAUER, 2002). De acordo com Bonella (2009), os animais de laboratório sentem dor, medo, relações sociais e noção de mundo, sendo necessário não apenas assegurar um ambiente adequado, mas respeitar suas interações com outros membros.

A perturbação na rotina desse animal irá causar um estresse que, por sua vez, vai agir ativando o eixo hipotálamo hipofisário adrenal aumentando o cortisol na corrente sanguínea (BAUER, 2002). Dentre os prejuízos causados aos animais pelas doses de cortisol, estão: diminuição no tamanho do feto e maior taxa de mortalidade entre os filhotes devido ao porte pequeno e a pouca capacidade de termorregulação (ENCARNAÇÃO; 1986); imunossupressão ocasionada pelo hormônio cortisol se ligar a receptores dos linfócitos (BAUER, 2002); alto desgaste físico e envelhecimento precoce; afecções cutâneas, como urticária; e diabetes devido à quebra de glicogênio gerada pelo cortisol (BOLLER, 2003). Já os prejuízos ocasionados aos pesquisadores são: perdas de animais por canibalismo e alteração nos resultados obtidos devido a desequilíbrios fisiológicos (SCHANAIDER, 2004)

Contudo, alguns animais apresentam maiores sinais de estresse que outros e são importantes por servirem de indicadores que o manejo não está sendo feito de forma adequada (FARIA, 1998).

Portanto, para alcançar o máximo potencial de pesquisa e garantir o bem-estar animal, é importante oferecer condições ideais e respeito para as espécies de animais de biotério.

6. ALTERNATIVAS AO USO DE ANIMAIS DE LABORATÓRIO

Por muito tempo acreditou-se no pensamento de René Descartes, filósofo da Idade Moderna, que os animais não eram sensíveis à dor por não possuírem alma (MAGALHÃES E ORTÊNCIO, 2006) e eles foram usados em diversos experimentos sem proteção. Contudo, através de estudos científicos foi provado que os animais são seres sencientes (DINIZ et al., 2006).

Desenvolvida pela UNESCO, a Declaração Universal dos Direitos dos Animais foi responsável por incentivar manifestações em defesa aos animais de laboratório ao igualá-los aos seres humanos (KLETTENBERG E MENDONÇA, 2023). Através desses movimentos, Russel e Burch desenvolveram o Princípio dos 3 Rs que se trata do refinamento das técnicas utilizadas que visam diminuir a dor do animal, da redução da quantidade de cobaias e a da substituição (replace) dos animais por métodos alternativos (PEDRO, 2021).

Os métodos alternativos, que são capazes de substituir a utilização de cobaias em experimentos, buscam diminuir os desconfortos causados a esses animais (FURLAN E FISCHER, 2020). Além disso, as metodologias capazes de substituir a quantidade de animais usados pela ciência, deve ser aceito em âmbito internacional e garantir resultados similares (PEDRO, 2023).

Essas metodologias alternativas possuem um potencial benéfico elevado devido a variedade de modelos de substituição para o uso animal, como o uso de modelos matemáticos, sistemas in vitro, animais não protegidos – como as larvas dos camarões- e técnicas físico-químicas (PRESGRAVE, 2002). Somado a isso, possuem as vantagens de obter uma maior rapidez nas respostas da pesquisa, menor custos, maior precisão dos resultados e menor problema com questões éticas (ABREU et al, 2008).

REFERÊNCIAS

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^[1] PhD em Bioquímica e Fisiologia; Mestrado em Fisiologia; Graduação em Biologia. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7538-4518. Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/9044747136928972.

^[2] Graduação em Ciências Biológicas. ORCID: https://orcid.org/0009-0005-0324-438X. Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/4964207173576203.

^[3] Graduanda em Medicina Veterinária. ORCID: https://orcid.org/0009-0002-4649-3974. Currículo Lattes: https://lattes.cnpq.br/3903077737577937.

^[4] PhD em Biociência Animal; Mestrado em Anatomia; Graduação em Odontologia. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6809-8396. Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/5056572269695104.

^[5] Pós-Doutorado em Ciências Biológicas; PhD em Biociência Animal; Mestrado em Ciência Veterinária. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6457-6098. Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/4337700848544405.