SMAFIRA – Auf der Suche nach Alternativmethoden

Das Deutsche Zentrum zum Schutz von Versuchstieren (Bf3R) hat eine Suchmaschine entwickelt, die Forschenden die Suche nach Alternativmethoden zum Tierversuch in PubMed erleichtern soll. Das Tool SMAFIRA greift dazu auf Künstliche Intelligenz (KI) zurück.

Mann arbeitet an einem Bildschirm
Die Suchmaschine SMAFIRA nutzt Künstliche Intelligenz, um Forschenden die Suche nach Alternativmethoden zum Tierversuch in PubMed zu erleichtern. Quelle: AdobeStock / zzzdim

Tierversuche unterliegen in Deutschland strengen rechtlichen Regelungen. Maßgeblich für die Durchführung von Tierversuchen sind das Tierschutzgesetz (TierSchG) (1) und die Tierschutz-Versuchstierverordnung (TierSchVersV) (2). Versuche an Tieren dürfen nur durchgeführt werden, wenn sie für den zu erreichenden Zweck unerlässlich und die zu erwartenden Schmerzen, Leiden oder Schäden für die Erreichung des Versuchszwecks ethisch vertretbar sind.

Die Antragstellenden müssen für die Genehmigung eines Tierversuchs nachweisen, dass der geplante Versuch nicht durch eine Alternativmethode ersetzt werden kann. Die Recherche nach möglichen Alternativmethoden ist meist komplex und stellt nicht nur Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vor eine große Herausforderung.

Bisherige Datenbanken und Suchtools

Für die Suche nach Alternativmethoden zum Tierversuch stehen bereits einige Datenbanken zur Verfügung. So kann der Advanced Search Builder von PubMed für komplexe Suchstrategien genutzt werden (Tutorial hier). Auch der Search Guide des Europäischen Referenzlabors für Alternativen zum Tierversuch (kurz: EURL-ECVAM) bietet eine wertvolle Hilfestellung. Im Bereich der regulatorisch vorgeschriebenen Tierversuche gibt es – neben den bereits validierten Ersatzmethoden – weitere Datensammlungen, die von EURL ECVAM bereitgestellt werden:

Darüber hinaus bieten verschiedene Organisationen Datenbanken als Recherchemöglichkeit zu Alternativmethoden an.

  • NAT-Datenbank: Informationen zu neuen tierversuchsfreien Technologien von Ärzte gegen Tierversuche
  • Re-Place: Überblick zu verschiedenen Methoden, Forschenden und Auflistung von Forschungszentren, in denen neue Methoden erlernt werden können

Die Pflege solcher Datenbanken ist sehr zeitintensiv und die Kriterien bei der Kuratierung der Inhalte für Außenstehende oft unklar. Um die aufwendige Datenbankpflege zu umgehen, setzen neuere Tools auf eine intelligente Suchmethodik in bestehenden Datenbanken.

  • Die ALTBIB-Bibliographie des nationalen Toxikologie-Programms der USA bietet zusätzliche Recherche-Termini in PubMed an und verknüpft diese mit existierenden MeSH (Medical Subject Headings)-Terms.
  • Das Karolinska Institut stellt mit 3R-Ranker einen Such-Algorithmus für in PubMed gelistete 3R-Publikationen zur Verfügung. Für das Training der KI werden in der PubMed-Datenbank Medline publizierte Abstracts im Hinblick auf ihre 3R-Relevanz kuratiert.

SMAFIRA (smart feature based interactive ranking)

Meist haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eine konkrete wissenschaftliche Fragestellung vor Augen, wenn sie nach einer Alternativmethode suchen. Dies berücksichtigen bisherige Datenbanken und Recherche-Tools jedoch oft nicht. Das Deutsche Zentrum zum Schutz von Versuchstieren hat eine Suchmaschine entwickelt, welche eine an den Versuchszweck angepasste Suche nach Alternativmethoden in PubMed ermöglicht.

SMAFIRA basiert auf Methoden der Computerlinguistik (z. B. Textklassifikation) und des Machine Learning (z. B. mit künstlichen neuronalen Netzen trainierte Sprachmodelle). Dazu wird in die Suchmaske die PubMed-ID (Identifizierungsnummer) eines zu ersetzenden In-Vivo-Referenzversuchs angegeben. Die gefundenen Abstracts werden mithilfe der genannten KI-Methoden verschiedenen Kategorien wie in vivo, biopsy, primary cells, immortal cell lines, invertebrates, humans, in silico and other zugeordnet und nach Relevanz aufgelistet (3). Nutzerinnen und Nutzer können die Qualität der Trefferliste für sich bewerten. In Zukunft soll dieses Nutzerfeedback verwendet werden, um die Rechercheergebnisse von SMAFIRA zu verbessern.

Die Plattform trifft keine Aussage zur Durchführbarkeit oder Passfähigkeit der gefundenen Alternativen, sondern erleichtert und beschleunigt die Suche nach möglichen alternativen Methoden für die Anwenderinnen und Anwender.

Eine Kurz-Anleitung zur Nutzung von SMAFIRA finden Sie unter https://smafira.bf3r.de/.

Bei Fragen wenden Sie sich bitte an E-Mail-Adresse smafira@bfr.bund.de.

Quellenangaben

  1. https://www.gesetze-im-internet.de/tierschg/ (zuletzt abgerufen am: 16.01.2024)
  2. https://www.gesetze-im-internet.de/tierschversv/ (zuletzt abgerufen am: 16.01.2024)
  3. Neves, M., Klippert, A., Knöspel, F. et al. Automatic classification of experimental models in biomedical literature to support searching for alternative methods to animal experiments. J Biomed Semant 14, 13 (2023). https://doi.org/10.1186/s13326-023-00292-w

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