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.
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.
DB-ALM-Datenbank: Sammlung von Methoden, die zur EURL-ECVAM zwischen 2000-2019 zur Validierung geschickt wurden
TSAR-Datenbank: Methoden, die in verschiedenen Bereichen als Alternative bereits anerkannt sind bzw. die sich noch in der Phase der Validierung befinden
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.
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.
Eingabe der PMID (PubMed Identifizierungsnummer) einer Referenzpublikation in die SMAFIRA-Suchmaske und Bestätigung mit dem grünen Pfeil. Quelle: Bundesinstitut für Risikobewertung, www.smafira.bf3r.de
Beispiel: Suchergebnisse zur Referenzpublikation Quelle: Bundesinstitut für Risikobewertung, www.smafira.bf3r.de
Beispiel: Eingrenzung der Suchergebnisse nach „tissue/biopsy“ Quelle: Bundesinstitut für Risikobewertung, www.smafira.bf3r.de
Beispiel: Eingrenzung der Suchergebnisse nach „primary cell“ Quelle: Bundesinstitut für Risikobewertung, www.smafira.bf3r.de
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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