miniatyr|En Wistar laboratorieråtta. De tre R:en, 3R, är vägledande principer för mer etisk användning av försöksdjur vid produkttester och vetenskaplig forskning. De beskrevs först av WMS Russell och RL Burch 1959.Russell, W.M.S. and Burch, R.L., (1959). The Principles of Humane Experimental Technique, Methuen, London. . En gratis digital version kan hämtas från De tre R:en är:

Ersättning (eng. replacement): metoder som undviker eller ersätter användningen av djur i forskning Reduktion (eng. reduction): användning av metoder som gör det möjligt för forskare att få jämförbara nivåer av information från färre djur, eller att få mer information från samma antal djur. Förfining (eng. refinement): användning av metoder som lindrar eller minimerar potentiell smärta, lidande eller ångest och förbättrar djurens välbefinnande för de djur som används.

3R syftar inte enbart till att uppmuntra alternativ till djurförsök utan även till att förbättra djurens välbefinnande och kvalitet på forskning där användningen av djur inte kan undvikas. I många länder är 3R explicita i lagstiftning som reglerar djuranvändning.

Det är vanligt att versalisera den första bokstaven i vardera av de tre "R"-principerna (dvs 'Ersättning' snarare än 'ersättning' (eng. 'Replacement' snarare än 'replacement')) för att undvika oklarheter och förtydliga hänvisningen till 3R-principerna.

Historia 1954 beslöt sig Universitetsförbundet för djurskydd (UFAW) för att finansiera systematisk forskning om för mer humana tekniker i laboratoriet. I oktober samma år utsågs zoologen, psykologen och forskaren William Russell tillsammans med mikrobiologen Rex Burch, att inleda en systematisk studie över laboratorietekniker och deras etiska aspekter. 1956 skapade de en rapport till förbundets kommittéer, vilken utgjorde kärnan i boken "The Principles of Humane Experimental Technique" som färdigställdes i början av 1958. Under en stor del av perioden arbetade de med en särskild rådgivande kommitté, ledd av professor Peter Medawar.

Varje kapitel inleds med citat från Charles Darwins verk The Origin of Species som ett bidrag till hundraårsjubileet av boken.

Omfattning och utveckling En vanlig missuppfattning är att de 3R:en endast hänvisar till ersättningRowan, A.D., (1991). The alternatives concept. Animal Welfare Information Center Newsletter, 2(2): 1-2, men 3R‑principerna har en betydligt bredare tillämpning. Sedan Russell och Burch först formulerade konceptet 1959Russell, W.M.S. and Burch, R.L., (1959). The Principles of Humane Experimental Technique, Methuen, London. . En gratis digital version kan hämtas från har tolkningen av ersättning, reduktion och förfining utvecklats i takt med vetenskapliga, tekniska och etiska framsteg.

Ersättning (Replacement) I den ursprungliga boken var de 3R:en godtyckligt begränsade till ryggradsdjur. Russell och Burch diskuterade risken för lidande med hänvisning till förnimmelse. De använde termen "ersättningsteknik" för alla vetenskapliga metoder som använder icke-kännande material för att ersätta metoder som använder medvetna levande ryggradsdjur. Icke-kännande material inkluderade enligt Russell och Burch högre växter, mikroorganismer och enklare flercelliga endoparasiter, vilka har mycket primitiva nerv- och sensoriska system. De menade att den godtyckliga uteslutningen av ryggradslösa djur innebar att dessa i vissa fall kunde betraktas som möjliga ersättningar för ryggradsdjur; detta benämndes "jämförande substitution". Russell och Burch skiljde även mellan olika nivåer av ersättning. Vid "relativ ersättning" används fortfarande djur, men under förutsättning att de sannolikt inte utsätts för lidande, medan "absolut ersättning" innebär att inga djur används i något skede.

I modern litteratur definieras ersättning ofta som användning av metoder som helt undviker eller ersätter användningen av djur i forskning, eller som minskar behovet av djur genom att använda alternativa system såsom cell‑, vävnads- och datormodeller.

Ersättningsstrategier inkluderar:

Vävnadskultur Perfuserade organ Vävnadsskivor Cellulära fraktioner Subcellulära fraktioner

Andra exempel på ersättningsmetoder som utvecklats senare inkluderar in vitro‑modeller, datorsimuleringar och matematiska modeller, vilka i vissa fall kan ersätta eller komplettera djurbaserade studier.

Nyare tolkningar av principen om Ersättning tyder på att djurfria metoder ska användas framför djurmetoder när det är möjligt att uppnå samma vetenskapliga mål. I denna tolkning anses inte ryggradslösa djur vara lämpliga ersättningar för ryggradsdjur. Dock förespråkar vissa, exempelvis National Center for the Replacement, Refinement and Reduction of Animals in Research (NC3Rs) användningen av vissa ryggradslösa djur i ersättningsstudier. Begreppet ersättning kan därför även i vissa sammanhang omfatta användning av organismer som antas ha lägre grad av förnimmelse.Reber, Arthur S. (2017) What if all animals are sentient?. Animal Sentience 16(6) DOI: 10.51291/2377-7478.1225 https://www.wellbeingintlstudiesrepository.org/cgi/viewcontent.cgi?article=1225&context=animsent

Det Russell och Burch skrev för sex decennier sedan hade inte kunnat förutse en del av de teknologier som har utvecklats fram till idag. En av dessa teknologier, 3D-cellkulturer såsom organoider, har delvis ersatt djurmodeller inom vissa typer av forskning. Under de senaste åren har forskare skapat organoider som kan användas för att modellera sjukdomar och testa nya läkemedel. Organoider växer in vitro i biologiska eller syntetiska hydrogeler såsom Matrigel eller i odlingsmedium. Organoider kommer från olika typer av mänskliga eller animaliska stamceller, exempelvis embryonala pluripotenta stamceller (ESCs), vuxna somatiska stamceller (ASCs) och inducerade pluripotenta stamceller (iPSCs). Organoider odlas in vitro och efterliknar strukturen och funktionen hos olika organ såsom hjärnan, levern, lungan, njuren och tarmen. Organoider har utvecklats för att studera infektionssjukdomar. Forskare har utvecklat hjärnorganoider för att modellera hur COVID-19 kan påverka hjärnan. Hjärnorganoider har även använts för att modellera hur Zika-viruset stör fostrets hjärnutveckling. Tumoroider – 3D-cellkulturer som härrör från celler biopsierade från mänskliga patienter – kan användas för att studera genomik och läkemedelsresistens hos tumörer i olika organ. Organoider används också för att modellera genetiska sjukdomar såsom cystisk fibros, neurodegenerativa sjukdomar såsom Alzheimers och Parkinsons, infektionssjukdomar såsom MERS-CoV och norovirus, och parasitinfektioner som Toxoplasma gondii. Organoider från mänskliga och animaliska celler används också i stor utsträckning i farmakologisk och toxikologisk forskning.

Dessa modeller beskrivs i litteraturen som en viktig del av utvecklingen mot ökad användning av djurfria metoder inom forskning.

Reduktion (Reduction) Reduktion avser metoder som minimerar antalet djur som används per studie. Russell och Burch definierade reduktion som att minska antalet djur som används för att erhålla information av en viss mängd och precision.

Reduction syftar därmed inte enbart till att använda färre djur, utan till att säkerställa att de djur som används genererar maximalt vetenskapligt värde genom robusta och reproducerbara studier.

Russell och Burch föreslog att en minskning kunde uppnås på flera sätt. Genom väl utformade strategier vid planering och genomförande av studier kan en betydande minskning av antalet djur uppnås. En annan metod är att kontrollera variationen mellan djuren som används i studier, och en tredje är noggrann design och analys av studier.

I modern forskning har betydelsen av korrekt statistisk planering betonats ytterligare. Användning av statistiska metoder, såsom power‑analys, randomisering och blindning, kan bidra till att säkerställa att studier använder det minsta antal djur som krävs för att uppnå statistiskt tillförlitliga resultat. Samtidigt har dålig studiedesign och otillräcklig statistisk analys identifierats som en orsak till ineffektiv användning av försöksdjur i forskning.

En central aspekt av reduktion är att maximera mängden information som erhålls per djur. Detta kan uppnås genom exempelvis longitudinella studier, där upprepade mätningar görs på samma individ, samt genom avancerade avbildningstekniker och molekylära analysmetoder som gör det möjligt att samla flera typer av data från samma försök.

I och med utvecklingen av datorbaserade metoder och tillgången till stora datamängder kan statistiska modeller och simuleringar användas för att komplettera experimentella studier och därigenom minska behovet av ytterligare djurförsök. Återanvändning av data och tillgång till tidigare publicerade studier kan också bidra till att undvika onödig replikering av försök.

Moderna tekniker för bildbehandling i kombination med avancerade statistiska analysmetoder möjliggör ytterligare minskningar av antalet använda djur, till exempel genom att ge mer information per individ.

Förfining (Refinement) Russell och Burch skrev att "Antag att vi för ett visst syfte inte kan använda ersättningstekniker. Antag att vi kommit överens om att använda alla teorier och praxis för att minska antalet djur vi måste använda till ett minimum. Det är då förfining är aktuellt, och syftet är helt enkelt att till ett absolut minimum reducera mängden lidande som de djur som fortfarande används utsätts för."

Förfining avser således åtgärder som vidtas när djurförsök inte kan ersättas eller ytterligare reduceras, och syftar till att minimera lidande samt förbättra djurens välbefinnande.

Områden som kan förfinas är bland annat val av metod, försöksdesign och val av djurart, inklusive dess lämplighet för metoden och dess förmåga att anpassa sig till laboratoriemiljön. Exempel på förfiningstekniker innefattar:

användning av icke‑invasiva eller mindre invasiva metoder tillämpning av lämpliga anestesi‑ och analgetiska tekniker för smärtlindring träning av djur att frivilligt samarbeta vid procedurer (till exempel blodprov) tillhandahållande av artanpassad inhysning och miljöberikning som tillgodoser djurens fysiologiska och beteendemässiga behov

Russell och Burchs definition av förfining har med tiden vidareutvecklats. I modern litteratur beskrivs förfining ofta som:

"Vadhelst tillvägagångssätt som undviker eller minimerar den faktiska eller potentiella smärtan, ångesten eller andra negativa effekter vilka upplevs när som helst under de inblandade djurens liv, samt vilka förbättrar deras välbefinnande.".

I denna utvidgade tolkning omfattar förfining inte enbart direkta effekter av försöksprocedurer, utan även indirekta belastningar som kan uppstå i samband med avel, transport, inhysning och uppfödning av försöksdjur.

Forskning har visat att förfiningsåtgärder inte enbart förbättrar djurvälfärden utan även kan bidra till ökad kvalitet och tillförlitlighet i forskningsresultat, exempelvis genom minskad stress och biologisk variation.

3R i Sverige I Sverige samordnas och främjas arbetet med 3R‑principerna genom Sveriges 3R‑center, ett nationellt kompetenscentrum som är knutet till Jordbruksverket. Centret arbetar på uppdrag av den nationella kommittén för skydd av djur som används för vetenskapliga ändamål.

Sveriges 3R‑center har till uppgift att främja utvecklingen av metoder för att ersätta, minska och förfina användningen av djur i forskning. Arbetet omfattar bland annat att samla, utveckla och sprida kunskap om 3R‑principerna samt att ta fram råd och rekommendationer riktade till forskare, myndigheter och djurförsöksetiska nämnder.

Centret fungerar även som en nationell plattform för samarbete och kunskapsutbyte mellan olika aktörer inom området, inklusive forskningsinstitutioner, myndigheter och djurskyddsorgan. Det ger stöd i form av utbildningar, seminarier och vägledning, samt bidrar till att sprida goda exempel och bästa praxis inom 3R‑arbetet.