«Способность воспроизводить научные открытия с помощью независимого исследования репликации – это кислотный тест, с помощью которого ученые отделяют факты от простых анекдотов», – говорит ведущий автор Бернхард Фёлькл, который проводил семинар вместе с Ханно Вюрбелем, профессором защиты животных в Бернском университете. Вюрбель добавляет: «Плохая воспроизводимость приводит к экономическим затратам и научной неопределенности, а также вызывает этические проблемы, если препятствует медицинскому прогрессу и животные используются для безрезультатных исследований."
В прошлом году Фёлькл, Вюрбель и другие эксперты в области биологии животных, экспериментального дизайна и биостатистики собрались, чтобы обсудить стратегии решения этой проблемы. Они пришли к выводу, что необходима смена парадигмы в дизайне экспериментов, и представили свои соображения в журнале Nature Reviews Neuroscience.
Требуется больше биологических вариаций
Строгая стандартизация как характеристик животных, так и их среды обитания является нормой при изучении эффектов экспериментального вмешательства, такого как введение лекарственного препарата-кандидата.
Устранение всех источников отклонений, кроме экспериментального вмешательства, предназначено для повышения точности результатов и в то же время уменьшения количества животных в эксперименте. Однако эта строгая стандартизация сужает круг животных и условий, на которые можно надежно обобщить результаты.
«Многие эксперименты на животных проводятся в таком узком диапазоне условий, что существует значительный риск получения результатов, которые вряд ли будут воспроизводимы», – говорит Вюрбель. Таким образом, команда выступает за «гетерогенизацию», преднамеренное включение биологических вариаций в план экспериментов на животных, чтобы улучшить диапазон условий, в которых результаты могут быть обобщены, и, таким образом, улучшить воспроизводимость.
Максимальное получение знаний в расчете на одно животное и эксперимент
«С помощью этого дизайна мы можем уравновесить необходимость сравнения вмешательств в аналогичных условиях с возможностью внести неоднородность, что позволяет нам определить, устойчивы ли эффекты в целом ряде условий», – говорит Наоми Альтман, почетный профессор статистики Пенсильванского университета.
Исследователи могут вводить биологические вариации в исследуемые популяции разными способами, например, путем включения различных линий животных, возрастных групп или животных, содержащихся в разных жилищных условиях. В качестве альтернативы они могут разделить эксперименты на несколько независимых партий животных или провести многолабораторные исследования.
«Не существует единственного лучшего решения для каждого эксперимента», – говорит Фелькл. «Поэтому мы рекомендуем гетерогенизацию животных и условий окружающей среды в общих чертах. Исследователи должны обосновать свой выбор в отношении круга животных и условий, на которые их результаты следует обобщить."В будущих исследованиях следует изучить потенциальные стратегии, чтобы научить исследователей лучше ориентироваться в их выборе.
Эксперты убеждены, что за счет включения биологических вариаций в планы исследований потребуется меньше исследований и, следовательно, меньше животных для получения надежных результатов. Поэтому, хотя в некоторых случаях количество животных, используемых в одном исследовании, может увеличиться, общее количество животных, используемых в исследовании, будет сокращено, подчеркивают авторы. «Мы предлагаем сменить парадигму, чтобы увеличить пользу от исследований и сократить количество животных, используемых в исследованиях», – говорит Вюрбель. "Вместо того, чтобы сводить к минимуму количество животных в эксперименте, мы должны максимизировать объем знаний, которые мы получаем по каждому животному и эксперименту."
Повторное рассмотрение спонсорами и регулирующими органами
Чтобы способствовать этому сдвигу парадигмы, команда рекомендует спонсорам, регулирующим органам и редакторам научных журналов рассматривать гетерогенизацию как вариант по умолчанию и просить исследователей обосновать дизайн исследований с точки зрения диапазона условий, к которым должны применяться их выводы.
Семинар финансировался Швейцарским национальным научным фондом (SNSF) и Отделом защиты животных Бернского университета.