Znanstvenici su locirali genetske greške mnogih nasljednih bolesti, uključujući cističnu fibrozu i nasljedni rak dojke. Pokušavajući „modelirati” ove bolesti kod životinja, istraživači uvelike koriste životinje — uglavnom miševe — sa spontanim ili laboratorijski induciranim greškama. Međutim, genetske bolesti odražavaju interakcije između gena s greškom i drugih gena te okružjem. Posljedično, gotovo svi takvi modeli nisu uspjeli reproducirati esencijalne značajke analognih ljudskih stanja.72 Primjerice, na transgeničnim miševima koji nose isti gen s greškom kao i ljudi s cističnom fibrozom ne uočava se začepljenje gušterače ili infekcija pluća koja muči ljude s tom bolešću72, jer ljudi i miševi imaju drukčiji metabolizam.73

Brojni standardni testovi toksičnosti na životinjama bili su u velikoj mjeri kritizirani od strane kliničkih specijalista i toksikologa. Test smrtonosne doze 50 (LD50) — koji određuje količinu lijeka, kemijske supstance ili proizvoda za domaćinstvo potrebnu za usmrćivanje 50% grupe životinja na kojima se vrši pokus - zahtijeva 60 do 100 životinja (najčešće štakora i miševa), od kojih mnoge trpe strahovitu patnju. Zbog teškoća u procjenjivanju traženih vrijednosti na temelju poznatih vrijednosti za ljude, test je izuzetno nepouzdan.74 Također, budući da varijabilne  okolnosti kao što su dob, spol, težina i stupanj ozljede u životinja mogu bitno utjecati na rezultate, laboratoriji često dobivaju podatke koji su uvelike nedosljedni podacima drugih pokusa s istim supstancama.75,76 Valjanost in vitro pokusa u svrhu zamjene LD50 pokusa je potvrđena,76-78 ali to je izbrisano iz vodiča za pokuse Organizacije za ekonomsku suradnju i razvoj (OECD) 2002. godine.79

Draizeov test nadraživanja očiju, tijekom kojega se kunićima unose nadražujuće supstance u oči bez anestezije, donose rezultate koji su bitno nepouzdani u procjeni toksičnosti za čovjeka.80 Struktura očnih kapaka i rožnice razlikuje se u ljudi i u zečeva, kao i njihova sposobnost suzenja. Zaista, kada se usporede podaci očne upale dobiveni na zečevima i na ljudima nakon izlaganja 14 proizvoda za domaćinstvo, faktor po kojemu se razlikuju iznosi od 18 do 250.81 Serija in vitro testova bila bi jeftinija i vrlo vjerojatno daleko točnija od Draizeovog testa.75,82

Kada ih je primijenio na istraživanje uzroka raka u ljudi, Lester Lave i drugi autori otkrili su da stupanj lažno pozitivnih pokusa na glodavcima iznosi i do 95%.83 Autori su napomenuli: „Testovi za istraživanje karcinogena kod ljudi u kojima se koriste biotestovi za glodavce su skupi, dugotrajni i daju nepouzdane rezultate.’ Strahoviti ekonomski troškovi takvih istraživanja nedavno su objavljeni u istraživanju u kojemu je pregledano više od 500 studija na karcinogenost glodavaca i zaključeno je da su testovi raka u glodavaca znanstveno neispravni i fiskalno neodrživi.84

Kombinacija in vitro testova pruža podatke koji se na povoljan način uspoređuju s postojećim bazama podataka karcinogenosti i stoje znatno manje od pokusa na životinjama.85 Krajem 1980-ih godina, Američki državni institut za istraživanje raka (NCI) razvio je tabelu od 59 staničnih linija ljudskog oblika raka radi probira spojeva koji djeluju protiv raka, zbog „nezadovoljstva rezultatima prijašnjih in vivo probira [pokusa na životinjama za istraživanje raka]”.86 Ova tabela zamijenila je pokuse na životinjama u NCI-u 1990. godine, a do tada agencija je već usvojila i tabelu od otprilike 100 ljudskih staničnih linija radi probira karcinogenih spojeva.87

Obrnuto, za supstance za koje se zna da su sigurne za ljude, pokusi na životinjama indicirali su da je pola njih opasno. A gotovo jedna trećina svih supstanci davala je promjenjive rezultate, ovisno o vrsti na kojoj su se pokusi obavljali.88 U trudnih životinja razlike u fiziološkoj strukturi, funkciji i biokemiji posteljice povećavaju uobičajene razlike u apsorpciji, distribuciji, metabolizmu i lučenju lijekova i kemikalija koje postoje među vrstama, što izradu pouzdanih procjena u trudnih žena čini nemogućom.88 In vitro testovi, poput testa embrionalnih matičnih stanica, čitave kulture embrija i testa mikromase, pribavljaju podatke koji su znatno pouzdaniji i predvidljiviji te stoje manje od testova teratogenosti na životinjama.

Dok se u takvim in vitro testovima trenutno koriste embriji dobiveni od životinja (dakle, procjene njihovih vrijednosti prenose se na ljudske probleme), napreci u tehnologiji ljudskih staničnih kultura trebali bi, u budućnosti, omogućiti daleko bolju in vitro procjenu teratogenosti u ljudi.88

Laboratoriji sa životinjama ne koriste se nužno za podučavanje polaznika medicinskih škola biološkim i medicinskim načelima i vještinama, a 85% američkih i kanadskih medicinskih škola isključilo je laboratorije sa životinjama iz svojihobrazovnih nastavnih programa.89 U neživotinjske učinkovite metode podučavanja ubrajaju se predavanja i pismeni obrazovni materijali, video i interaktivni programi virtualne realnosti, susreti s pacijentima i participiranje u operacijama pod nadzorom mentora te posve realistični interaktivni simulatori pacijenata.

Komparativne studije tehnologija simulacije u mnogim aspektima medicinske edukacije (primjerice, anatomije, psihologije, farmacije, kirurških vještina, saniranja ozljeda i invazivnih postupaka) opetovano demonstriraju superiorne ishode vježbi, manje komplikacija s pacijentima, bolje prihvaćanje od strane vježbenika i daleko učinkovitiju uporabu edukacijskog vremena i sredstava.90-99

Daljnji dokaz superiornosti nadolazeće medicinske edukacije temeljene na simulacijama je prihvaćanje i primjena simulatora TraumaMan na Američkom koledžu za kirurge (ACS) koji će zamijeniti korištenje životinjskih i ljudskih leševa za potrebe programa „Napredno traumatološko održavanje života” (ATLS) na koledžu. Nadalje, 2006. godine ACS je implementirao sveobuhvatnu reformu koja utjelovljuje široki izbor simulatora koji eliminiraju iskorištavanje životinja u vlastitim konferencijskim i edukativnim programima, kao dodatak osnivanju programa „Ovlašteni edukacijski instituti” u svrhu postizanja istog cilja u programima kirurške naobrazbe.100

Studije na životinjama ne mogu ni potvrditi ni poreći hipoteze o ljudskoj psihologiji ili patologiji; kliničko istraživanje na ljudima jedini je način na koji se te hipoteze mogu testirati. U najboljem slučaju pokusi na životinjama mogu sugerirati nove hipoteze koje mogu biti relevantne ljudima.101,102 U svakom slučaju, postoji bezbroj drugih, mnogo superirornijih načina za izvođenje novih hipoteza.2, 101

Koliku vrijednost imaju pokusi na životinjama? Pregled deset nasumce odabranih životinjskih modela od strane Odbora za osuvremenjivanje medicinskih istraživanja nije pokazao niti jedan važan doprinos ljudskom zdravlju.103 Iako su se umjetno induciranim stanjima davala imena analogna ljudskim bolestima, svrha im je bila simulacija i znatno su se razlikovala od ljudskih „ekvivalenata” i u uzroku i u kliničkom smjeru. Također, studija je otkrila da terapijski tretmani koji su bili učinkoviti kod životinja imaju slabu djelotvornost ili prekomjerne nuspojave kod ljudskih pacijenata.103 Zaista, kada su liječnici MRMC-a procijenili određene projekte istraživanja na životinjama, sustavno su uviđali da su od slabe ili nikakve važnosti za razumijevanje ili liječenje ljudskih bolesti.104-110

Ispitivanja MRMC-a otkrila su da, zbog činjenice da se životinjski modeli razlikuju od ljudskih bolesti, istraživači imaju tendenciju istraživati one aspekte životinjskih stanja koje sliče obilježjima ljudske bolesti, općenito ignorirajući ili zanemarujući temeljne anatomske, fiziološke i patološke razlike. Budući da procesi bolesti imaju učinke na razini čitavog sustava i podrazumijevaju čitav niz interaktivnih čimbenika, fokusiranje na samo jedan čimbenik bolesti zamagljuje stvarnu kompleksnost bioloških organizama. Za razliku od ljudske kliničke pretrage, eksperimenti na životinjama podrazumijevaju manipulacije umjetno induciranih stanja.

Nadalje, izrazito neprirodno laboratorijsko okružje neizbježno izlaže životinje stresu, a stres utječe na čitav organizam utječući i mijenjajući bilo, krvni tlak, razinu hormona, imunološke aktivnosti i mnoštvo drugih funkcija.111,112 Zaista, mnoga laboratorijska „otkrića” odražavaju tek laboratorijsku pogrešku.10,113-119 Primjerice, pogreška u neprirodno induciranim moždanim udarima u životinja opetovano je istraživače dovodila u zabludu.117,120 Macleod i drugi autori izvijestili su o preko 4.000 studija o učinkovitosti 700 lijekova za životinjski oblik moždanog udara.121

Oko 150 lijekova naknadno testiranih u kliničkim ispitivanjima na ljudima nisu pokazala nikakvu korist.122 Samo se aktivator plazminogena (rt-PA) u rekombinantnom ljudskom tkivu (s izmijenjenom kombinacijom gena), primijenjen unutar tri sata od moždanog udara, pokazao koristan u smanjivanju simptoma, ali je također asociran i s deset puta većim krvarenjem u mozgu i nije povećao stopu preživljavanja.123 David Wiebers i drugi autori zaključili su: „Konačno, odgovori na mnoga naša pitanja glede temeljne patofiziologije i liječenja moždanog udara ne nalaze se u kontinuiranim pokušajima modeliranja ljudske situacije u savršenijom obliku na životinjama, nego u razvoju tehnika koje će omogućiti proučavanje temeljnijih detalja u slikovnoj dijagnostici metabolizma, patofiziologije i anatomije živih ljudi.”117

Pa ipak, izgleda da je samo jedna terapija, za djecu s ozbiljnim poremećajem imunološkog sustava X-SCID, bila uspješna. Međutim, od desetero uspješno liječene djece troje ih je razvilo leukemiju a jedno od njih je i umrlo od posljedica — to je nuspojava koju eksperimenti na životinjama nisu uspjeli predvidjeti i koja je ponukala američku Državnu agenciju za kontrolu hrane i lijekova (FDA) da zaustavi nekoliko ispitivanja genetskih terapija 2005.124,125 Slično tome, jedna vrlo razvikana genetska terapija koja je izliječila pse od hemofilije zaustavljena je 2004. godine zbog „sigurnosnih problema ... u ispitivanju na ljudima koji se nisu mogli predvidjeti u istraživanju na životinjama”, uključujući oštećenja jetre.126,127

Pokusi na životinjama redovito dovode u zabludu.128 Lijek Milrinone povećao je stopu preživljavanja u miševa s umjetno induciranim srčanim udarom, ali ljudi koji su ga uzimali iskusili su 30% veću smrtnost.129 Fialuridine je djelovao kao siguran lijek u pokusima na životinjama, ali je uzrokovao zatajenje jetre kod sedam od 15 ljudi koji su uzimali lijek; njih petoro je umrlo a preostala dvojica morala su presaditi jetru.130 Istraživanja na životinjama nisu uspjela predvidjeti opasne abnormalnosti srčanih zalistaka kod ljudi, uzrokovanih preparatima za smanjenje težine fenfluraminom i dexfenfluraminom.131

Terapija zamjenskim hormonima kod žena je povećala rizik od srčanih oboljenja, raka dojke i moždanog udara, ali eksperimenti na miševima, zečevima, svinjama i majmunima predvidjeli su suprotan učinak.132 Naveliko propisivani analgetik Vioxx djelovao je neškodljivo, čak i blagotvorno za srce životinja na kojima je bio testiran, ali povučen je s globalnog tržišta 2004. godine nakon što je uzrokovao otprilike 320.000 srčanih i moždanih udara te slučajeva zatajenja srca diljem svijeta — 140.000 njih s fatalnim posljedicama.133 David Graham, pomoćnik ravnatelja za znanost i medicinu pri Uredu za sigurnost lijekova Državne agencije FDA, opisao je Vioxx kao „najveću katastrofu sigurnosti lijekova u povijesti svoje domovine i povijesti svijeta”.134

Pokusi na životinjama bili su neuspješni i u predviđanju slučajeva djelomičnog ili potpunog sljepila koje su neki muškarci pretrpjeli uzimajući popularni lijek protiv impotencije Viagru.135,136 Usprkos obvezatnim, opsežnim pokusima na životinjama, reakcije na lijekove suprotne predviđenima i dalje ostaju peti po redu uzrok smrtnosti u SAD-u, s više od 100.000 slučajeva godišnje.137

Taj incident potaknuo je pozive na revidiranje i preinake zahtjeva koji se postavljaju u testiranjima za sigurnost lijekova te dizajniranje kliničkog ispitivanja.138

U pokusima na životinjama radi ispitivanja karcinogenosti umjetnog sladila saharina, težini prilagođena dnevna doza saharina koju su dobivali miševi bila je ekvivalentna dozi koju bi čovjek konzumirao popivši 1.100 limenki gaziranog pića sa saharinom. Takve masivne doze mogu rezultirati rakom, neovisno o stvarnoj karcinogenosti određene tvari u odnosu na standardizirane razine ljudske izloženosti toj tvari.116 Procjena takvih podataka za ljude na temelju poznatih vrijednosti dodatno je zakomplicirana zapažanjem da se saharinom inducirani rak javlja isključivo u mjehurima mužjaka miševa. Kasnije je ustanovljeno da mužjaci miševa posjeduju jednu bjelančevinu u većoj količini nego ženke (a koju ljudi opće nemaju) koja je međusobno djelovala sa saharinom i formirala kristale koji su izazvali upalu u mjehurima muških miševa, uzrokujući rak. Činjenica da su neki miševi razvili rak nije (i ne može) razjasniti uzrokuje li saharin rak u ljudima ili ne.139

Slično tome, usprkos činjenici da ga ljudi konzumiraju gotovo 40 godina, usprkos činjenici da se on nalazi u više od 9.000 prehrambenih artikala i pića diljem svijeta te usprkos irelevantnosti pokusa na životinjama za ljude, umjetno sladilo saharin i dalje se testira na životinjama, a regulatorna tijela i dalje procjenjuju rezultate takvih studija. Vrlo nedavno, jedna talijanska studija provedena 2005. godine na 1.800 miševa demonstrirala je povećan rizik od limfoma i leukemije u miševa koji su hranjeni aspartamom — ali samo u ženki.140 Nakon toga je jedna NCI-jeva epidemiološka studija na 340.045 muškaraca i 226.945 žena, objavljena 2006. godine na skupu Američke udruge za istraživanje raka, pobila te nalaze u miševa.141 Dakle, usprkos tome što mužjaci miševa dobivaju rak mjehura od saharina a ženke miševa dobivaju limfome i leukemiju od aspartama, nikakav rizik od raka nije ustanovljen za ljude od nijednog kod tih umjetnih sladila, bez obzira na spol.

142,143 Možda se najeklatantniji primjer specifičnosti učinaka lijekova vidi iz demonstracije u kojoj i ljudski jednojajčani blizanci pokazuju različite reakcije na lijekove, a razlike među učincima postaju sve veće što blizanci postaju stariji.

144 Očito, procjena podataka na temelju poznatih vrijednosti između različitih vrsta je daleko rizičnija nego unutar iste vrste. Zaista, prema podacima FDA, zapanjujućih 92% svih lijekova za koje se pokaže da su neškodljivi i terapeutski učinkoviti u pokusima na životinjama, ne prolaze klinička testiranja na ljudima zbog njihove toksičnosti i/ili neučinkovitosti, i stoga njihova uporaba ne može biti odobrena.145-147 Nadalje, više od polovine od samo 8% lijekova čiju uporabu FDA odobri, kasnije se povlači iz uporabe ili se drugačije klasificira zbog ozbiljnih, neočekivanih nuspojava.148