En noviembre pasado, el gobierno del Reino Unido anunció un plan audaz para eliminar gradualmente las pruebas con animales en algunas áreas de investigación. Está previsto que este año se eliminen las pruebas con animales para detectar irritación de la piel, y algunos estudios con perros deberían reducirse drásticamente para 2030. La visión a largo plazo es “un mundo donde el uso de animales en la ciencia se elimine en todas las circunstancias, excepto en circunstancias excepcionales”, se lee en la política del gobierno.
Otras naciones están tomando medidas similares. En abril pasado, la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA, por sus siglas en inglés) anunció planes para hacer de los estudios con animales una “excepción y no la norma” en las pruebas de seguridad y toxicidad de los medicamentos en un plazo de 3 a 5 años. El mismo mes, los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de EE. UU. revelaron una iniciativa para reducir el uso de animales en las investigaciones que financia. Este año, la Comisión Europea planea publicar una hoja de ruta para poner fin a las pruebas con animales en las evaluaciones de seguridad química.
Las preocupaciones éticas y de bienestar animal han impulsado durante mucho tiempo los esfuerzos para frenar el uso de animales en la investigación, y ahora los rápidos avances en métodos científicos alternativos están acelerando el cambio. Estas "metodologías de nuevo enfoque" (NAM, por sus siglas en inglés) incluyen dispositivos conocidos como órganos en chips, cultivos de tejidos en 3D llamados organoides y modelos computacionales, como los sistemas de inteligencia artificial. El número de publicaciones biomédicas que utilizan únicamente NAM aumentó de alrededor de 25.000 a 100.000 entre 2006 y 2022, según un análisis de estudios sobre siete enfermedades realizado por Animal Free Research UK, una organización que promueve la sustitución de los experimentos con animales. Y China está invirtiendo fuertemente en esta área: en 2024, lanzó el Sistema de Emulación de Fisiopatología de Órganos Humanos, un proyecto de infraestructura dedicado al desarrollo de NAM, respaldado con una inversión de 2.640 millones de yuanes (382 millones de dólares).
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Sus defensores dicen que los NAM pueden ser mejores que los animales a la hora de imitar la biología humana y predecir si los nuevos medicamentos son seguros y eficaces. Los órganos en chips y los organoides a menudo se crean con células humanas, y se pueden diseñar modelos computacionales utilizando datos humanos. El cambio hacia modelos alternativos “es necesario desde hace mucho”, dice Donald Ingber, bioingeniero del Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica en Boston, Massachusetts, y cofundador de Emulate, una empresa de biotecnología en Boston centrada en órganos en chips.
Pero los NAM están muy lejos de desplazar todos los procedimientos con animales en la investigación, dicen los científicos. Algunos sistemas biológicos son demasiado complejos e impredecibles para estudiarlos sin animales. Y muchos de los métodos alternativos todavía tienen que ser validados para demostrar que representan el sistema que están modelando con precisión y reproducibilidad suficiente para satisfacer a los reguladores de medicamentos y sustancias químicas. "No todos estos modelos [alternativos] están listos para el horario de máxima audiencia", dice Ingber.
En declive
Los esfuerzos para reemplazar, reducir y perfeccionar el uso de animales en la investigación (conocidos como las 3R) se han intensificado durante décadas; En algunos lugares, el uso de animales ya está disminuyendo. Los datos del Reino Unido muestran que el número de procedimientos científicos en animales cayó de 4,14 millones en 2015 a 2,64 millones en 2024. El número total de animales utilizados en investigación y pruebas en la Unión Europea y Noruega se redujo en un 5% entre 2018 y 2022 (el número utilizado en los Estados Unidos es difícil de precisar porque la ley no exige informes sobre ratas, ratones y peces).
En el Reino Unido, alrededor del 76% de los procedimientos con animales de experimentación se destinan a investigación básica y aplicada: comprensión de organismos, modelización de enfermedades y desarrollo de nuevas terapias. Otro 22% forma parte de procedimientos regulatorios, en su mayoría probando la toxicidad y seguridad de nuevos medicamentos y otras sustancias químicas antes de que puedan usarse. Alrededor del 67% de todos los procedimientos involucran ratones o ratas (ver go.nature.com/3mzfkgw).
Pero estos y otros animales tienen limitaciones, especialmente cuando se trata de comprender e intervenir en enfermedades humanas. Los medicamentos que funcionan en modelos animales durante las pruebas preclínicas a menudo resultan ineficaces en humanos. Esta es una de las principales razones por las que alrededor del 86% de los medicamentos en investigación fracasan en los ensayos clínicos y por la que muchos investigadores se centran en desarrollar alternativas.
Tomemos como ejemplo la sepsis, una reacción grave a una infección. Los investigadores han desarrollado más de 100 terapias para la sepsis que parecían prometedoras en modelos de roedores pero que resultaron ineficaces en los ensayos clínicos. Esto se debe en parte a las diferencias en los sistemas inmunológicos de humanos y roedores y a la dificultad de imitar una condición compleja que varía de una persona a otra en ratones endogámicos que son genéticamente similares y criados en condiciones uniformes.
Cada vez más, los investigadores ven los NAM como una forma de ayudar. Joseph Wu, cardiólogo e investigador de la Universidad de Stanford, California, y su equipo han estado desarrollando un enfoque que denominaron “ensayos clínicos en un plato”. Esto implica generar células madre pluripotentes inducidas (iPSC) a partir de una variedad de personas con una condición médica, usarlas para cultivar células u organoides y luego probar si los medicamentos potenciales mejoran el funcionamiento de los modelos "enfermos".
En un estudio de 2020, Wu y su equipo cultivaron iPSC y luego células endoteliales (que recubren los vasos sanguíneos) de miembros de una familia que portan un gen mutado que puede causar una forma común de insuficiencia cardíaca. Utilizando estas células, los investigadores pudieron detectar posibles medicamentos e identificar uno que ayudó a mejorar la función cardiovascular en dos miembros de la familia con la mutación y que podría usarse más ampliamente. La integración de este método en un proceso de desarrollo de fármacos, afirma Wu, podría ayudar a revelar si un fármaco funciona antes de probarlo en animales, reducir el número de animales utilizados y aumentar el éxito de los ensayos clínicos.
Los estudios sugieren que algunos NAM son tan buenos o mejores que las pruebas con animales. Emulate ha desarrollado un sistema de órgano en un chip llamado Liver-Chip, un dispositivo del tamaño de una memoria USB en el que se cultivan células hepáticas humanas en pequeños canales llenos de líquido y se utilizan para probar si posibles fármacos podrían causar daño hepático. Un estudio de 2022 realizado por la empresa sugirió que los chips podrían identificar correctamente compuestos que se sabe que han causado daño hepático con un 87% de precisión, sin marcar falsamente compuestos inofensivos como tóxicos. Los chips también detectaron 12 de 15 medicamentos dañinos para el hígado que anteriormente, utilizando modelos animales, se consideraban lo suficientemente seguros como para pasar a ensayos clínicos.
En 2024, Liver-Chip fue aceptado en el programa piloto de Enfoques científicos y tecnológicos innovadores para nuevos medicamentos (ISTAND) de la FDA, que respalda el avance de herramientas para el desarrollo de medicamentos. Si se aprueba, las empresas farmacéuticas podrían utilizar el chip para realizar pruebas de toxicidad en lugar de modelos animales y presentar los datos como parte de una solicitud de aprobación de fármaco.
Sin embargo, estos chips están muy especializados. Edward Kelly, toxicólogo de la Universidad de Washington en Seattle, y sus colegas desarrollaron un chip renal que puede reproducir aspectos de la lesión renal aguda en humanos y que se está considerando para el programa ISTAND. Pero el dispositivo incluye sólo uno de los más de dos docenas de tipos de células del riñón, afirma. "Es un enfoque reduccionista, que nos permite estudiar esas células con mayor detalle. Pero comprender lo que sucede en todo el riñón humano todavía requiere estudios en animales", afirma.
Opciones organoides
Otra alternativa popular a las pruebas con animales son los organoides: sistemas vivos en 3D que capturan muchas de las características de tejidos u órganos reales.
Durante la última década, los investigadores han creado una amplia gama de organoides que pueden modelar enfermedades humanas, incluidos cánceres y trastornos genéticos como la fibrosis quística, y los han utilizado para detectar posibles fármacos y realizar pruebas de toxicidad. En un estudio de 2021, los investigadores generaron organoides de hígado humano utilizando iPSC. Los utilizaron para crear una herramienta de detección de toxicidad que detectó sustancias que frenaban el transporte de bilis y la función mitocondrial de los organoides. El ensayo fue muy preciso cuando se probó en 238 medicamentos comercializados.
Y una tercera alternativa son los modelos computacionales, en los que los investigadores prueban cómo se comporta un fármaco in silico. En 2021, un equipo desarrolló una herramienta para probar si un compuesto causa sensibilización de la piel, una reacción alérgica en las personas. Esta es una parte estándar de las pruebas de seguridad para productos químicos en productos y medicamentos industriales y domésticos, y convencionalmente requiere pruebas en animales. El equipo construyó una prueba virtual utilizando datos sobre alrededor de 430 sustancias químicas de estudios anteriores en humanos, ratones y laboratorio, y demostró que podía identificar con precisión sustancias químicas con un 1% de probabilidad de causar una reacción cutánea. La herramienta fue aceptada como método para pruebas de alergia cutánea el año pasado por la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico, que establece directrices reconocidas internacionalmente para pruebas de seguridad de productos químicos.
Los investigadores esperan que la IA también pueda ayudar. Varias agencias reguladoras, incluidas la FDA y la Agencia Europea de Medicamentos (EMA), están trabajando para integrar herramientas de inteligencia artificial en sus procesos de evaluación de la seguridad de productos químicos o medicamentos.
En 2023, investigadores del Centro Nacional de Investigación Toxicológica de la FDA en Jefferson, Arkansas, y sus colegas utilizaron datos clínicos de más de 8.000 ratas tratadas con 138 compuestos para construir un modelo de IA generativa llamado AnimalGAN. En un experimento simulado con 100.000 ratas virtuales, el equipo demostró que el modelo podía clasificar correctamente la toxicidad hepática de tres fármacos con estructuras químicas similares. Este enfoque ahora forma parte de un programa más amplio de la agencia para avanzar en el uso de herramientas de inteligencia artificial en toxicología.
La industria farmacéutica está invirtiendo cada vez más en NAM. Marianne Manchester, directora global de ciencias farmacéuticas de la multinacional farmacéutica Roche en Basilea, Suiza, dice que la empresa tiene un número creciente de estudios que utilizan NAM para probar candidatos a fármacos en áreas como oncología e inmunología. En 2023, la empresa inauguró el Instituto de Biología Humana, que está desarrollando sistemas modelo humanos, incluidos organoides, para acelerar el desarrollo de fármacos. Los datos de animales siguen siendo obligatorios para la mayoría de las solicitudes de aprobación de comercialización de nuevos medicamentos en los Estados Unidos y Europa, pero la compañía tiene exenciones para utilizar los datos de NAM en 12 presentaciones ante las autoridades reguladoras, incluidas la FDA y la EMA, dice Manchester. "Hay mucha más apertura a considerar estos enfoques alternativos".
Enfoque por etapas
Los anuncios de 2025 de los gobiernos del Reino Unido y Estados Unidos contenían varios compromisos para acelerar el desarrollo y la adopción de los NAM. La estrategia del gobierno del Reino Unido (en consonancia con la de otros grupos políticos y comerciales) definió tres "cestas" de pruebas con animales y objetivos para su reemplazo.
El primero abarca pruebas que pueden eliminarse rápidamente porque existen buenos sustitutos, como las pruebas de irritación cutánea que se abandonarán este año en favor de pruebas computacionales, celulares o químicas.
El segundo incluye procedimientos que llevarán más tiempo reemplazar. Los NAM de este grupo incluyen estudios "farmacocinéticos" que analizan cómo el cuerpo mueve y metaboliza un fármaco. El gobierno dice que reducirá tales pruebas en perros y primates no humanos en al menos un 35% para 2030. La tercera canasta, métodos para los cuales no existen buenos métodos alternativos, contiene solo un ejemplo: el uso de pescado para probar sustancias que alteran el sistema endocrino como parte de las pruebas ambientales. (En este caso, el objetivo es desarrollar métodos alternativos para 2035).
Como parte de su anuncio de abril, la FDA publicó una hoja de ruta para reducir, perfeccionar y reemplazar a los animales en las pruebas de medicamentos. Al principio, el programa se centrará en hacer esto para probar anticuerpos monoclonales porque, según la hoja de ruta, los estudios en animales son costosos y deficientes para predecir las respuestas humanas a estos medicamentos. Mientras tanto, el NIH anunció en julio pasado que ya no ofrecería oportunidades de financiación “centradas exclusivamente en modelos animales de enfermedades humanas” como parte de un programa más amplio para fomentar estudios con NAM.
Uno de los mayores obstáculos para el uso de NAM en pruebas de drogas y sustancias químicas es la validación. Por lo general, los investigadores deben presentar datos que demuestren que un sistema modelo es preciso y reproducible a organismos de validación nacionales e internacionales, como el Laboratorio de Referencia de la UE para alternativas a las pruebas con animales o el Comité Coordinador Interinstitucional para la Validación de Métodos Alternativos en los Estados Unidos. Estos ayudan a otras agencias a decidir si los datos de un modelo son suficientes para futuras aplicaciones regulatorias.
Pero este proceso puede ser costoso y requerir mucha mano de obra, dice Natalie Burden, jefa de estrategia de NAM en el Centro Nacional para el Reemplazo, Refinamiento y Reducción de Animales en Investigación en Londres. Y los estudios de validación necesarios pueden diferir de un método a otro.
Todas las nuevas estrategias del Reino Unido y Estados Unidos ponen énfasis en acelerar la validación para que los reguladores acepten los datos de más métodos alternativos. El gobierno del Reino Unido dijo que establecería un Centro para la Validación de Métodos Alternativos que conectará a laboratorios, formuladores de políticas y reguladores para lograr este objetivo. En septiembre pasado, los NIH anunciaron una red de validación y calificación para acelerar la aprobación regulatoria de los NAM y dijeron que estaban invirtiendo 87 millones de dólares en un centro para desarrollar modelos organoides estandarizados.
La creciente adopción de NAM hace esencial una validación rigurosa, dice Kent Lloyd, genetista y director del Centro de Pruebas NAM de la Universidad de California, Davis. "A menos que mantengamos a los NAM con el mismo nivel de rigor y transparencia que esperamos de los modelos animales, se producirá daño", afirma.
Acelerar la adopción
Muchos investigadores han acogido con satisfacción el último impulso para acelerar la adopción de alternativas animales, diciendo que estas técnicas no se han adoptado a un ritmo lo suficientemente rápido. “Durante años, siempre se ha pensado que los animales deberían ser la opción por defecto”, dice Valerie Speirs, bióloga especializada en cáncer de la Universidad de Aberdeen, Reino Unido. Speirs, Wu y otros científicos han expresado su frustración por el lento ritmo del cambio y argumentaron que los evaluadores y financiadores todavía favorecen los artículos o solicitudes de subvenciones que incluyen experimentos con animales.
Pero los científicos también tienen preocupaciones. Algunos de los anuncios de los financiadores y reguladores corren el riesgo de dar la impresión engañosa de que los NAM están más avanzados de lo que realmente son, dice Lloyd. Y, añade, los medicamentos fracasan en los ensayos clínicos por motivos distintos a los modelos animales inadecuados. Estos incluyen tamaños de muestra pequeños u otras fallas en el diseño de experimentos con animales que pueden sugerir falsamente que un medicamento potencial es efectivo, problemas que los NAM también pueden tener. "Mi preocupación es que habrá tantos fracasos en los ensayos clínicos con NAM como los que se han producido con modelos animales", afirma.
Algunos estudios con animales siguen siendo esenciales en el futuro previsible, afirman los investigadores. Los sistemas biológicos, como órganos completos con intrincadas redes de vasos sanguíneos y nervios, la interacción de los sistemas endocrino y reproductivo o el envejecimiento de los tejidos, son difíciles de recrear y estudiar en organoides u órganos en chips, dice Robin Lovell-Badge, biólogo del Instituto Francis Crick de Londres.
El comportamiento y la cognición humanos también siguen siendo prácticamente imposibles de modelar en una placa de laboratorio, afirma Sarah Bailey, neurofarmacóloga de la Universidad de Bath, Reino Unido. Cuando se trata de desentrañar la complejidad de la biología, dice, "todavía necesitaremos utilizar animales en la ciencia de descubrimiento básica durante un tiempo".
Este artículo se reproduce con autorización y se publicó por primera vez el 25 de febrero de 2026.