Le Alternative alla Sperimentazione Animale
I metodi alternativi convalidati alla sperimentazione sugli animali
Medicina e sperimentazione animale
L’European Union Reference Laboratory for Alternatives to Animal Testing EURL ECVAM è il centro europeo di riferimento per la ricerca e la validazione di metodi alternativi alla sperimentazione animale. Svolge la sua attività presso l’Institute for Health and Consumer Protection IHCP di Ispra dal 1991, quando fu istituito come ECVAM, e viene spesso citato quando si parla di metodi alternativi alla sperimentazione animaleSpesso le accuse mosse alla sperimentazione animale la definiscono una pratica inutile e dannosa, arrivando a sostenere che si potrebbe subito sospendere e sostituire con metodi in vitro e in silico, ovvero in provetta e tramite simulazioni matematiche al computer.
Una delle regole delle 3 R per ridurre l’impatto della sperimentazione animale consiste nel migliorare il benessere degli animali nelle situazioni in cui l’impiego di animali non possa essere evitato.
Malgrado i notevoli progressi registrati in quest’area, è corretto affermare che i metodi alternativi non sono in grado di sostituire la sperimentazione animale in tutti i settori implicati. In particolare, per gli effetti endpoint tossicologici più complessi, i test sugli animali sono tuttora necessari per garantire la sicurezza dei consumatori. Si tratta dei seguenti effetti tossicologici:
- tossicità a dose ripetuta, ovvero i problemi connessi all’esposizione ripetuta e a lungo termine a una sostanza chimica;
- sensibilizzazione cutanea, ovvero l’impatto tossicologico associato alle sostanze chimiche intrinsecamente capaci di provocare allergie;
- carcinogenicità, cioè la capacità delle sostanze di provocare tumori;
- tossicità sul sistema riproduttivo, ovvero un ampio spettro di effetti negativi che possono aver luogo in differenti fasi del ciclo riproduttivo in conseguenza di una o più esposizioni a una sostanza tossica (compresi effetti sulla fertilità, sul comportamento sessuale, sull’impianto dell’embrione);
- tossicocinetica, la penetrazione, distribuzione ed eliminazione di una sostanza tossica nel corpo umano.
Allo stato attuale, si dispone di metodi alternativi che sostituiscono completamente la sperimentazione animale solo per i seguenti effetti tossicologici: irritazione e corrositività cutanea, assorbimento/penetrazione dermica e fototossicità. Sono inoltre disponibili metodi convalidati per la potenziale riduzione della sperimentazione animale per i seguenti effetti tossicologici: irritazione e corrosione oculare, sensibilizzazione cutanea, genotossicità, carcinogenicità, tossicità sul sistema riproduttivo e tossicità orale acuta. La situazione è differente per i cosmetici: dal marzo 2013 è in vigore il divieto totale di commercializzare cosmetici contenenti nuovi ingredienti testati su animali, e anche il regolamento sulle sostanze chimiche REACH prevede l’uso di metodi alternativi ogni qualvolta possibile.
Sia i modelli che impiegano animali (in vivo), sia i modelli cellulari (in vitro) sia quelli computerizzati (in silico) sono sistemi sperimentali cui viene applicata una situazione specifica e controllata. I modelli in vitro e in silico simulano e semplificano un sistema complesso, come il corpo umano, ma ciò che li accomuna è che sono basati su ipotesi e associati a punti di forza e di debolezza: per esempio, alcune ipotesi vengono avanzate estrapolando effetti da un livello biologico a un altro, come dalle molecole agli organi, e il ricercatore deve essere pienamente consapevole delle limitazioni del modello. Attualmente, in biologia e in medicina si stanno elaborando approcci alla modellazione multiscala che dovrebbero consentirci di tracciare un quadro più chiaro del comportamento complessivo di sistemi complessi, e approssimarsi più efficacemente alla risposta dell’organismo umano.
La modellazione multiscala tiene conto dei divari e collega i diversi ordini e livelli biologici, per esempio dal gene alla cellula, al tessuto, all’organo, fino all’intero corpo umano. Un modello matematico in corso di elaborazione all’EURL ECVAM descrive il corpo umano come una serie di compartimenti interconnessi che rappresentano i vari organi e il sangue. Tali modelli, definiti ‘cinetico/dinamici su base fisiologica’ descrivono ciò che accade quando una sostanza chimica viene immessa nel corpo: assorbimento (tramite pelle, polmoni o intestino), distribuzione (in tutto il corpo), metabolismo (generalmente nel fegato) ed escrezione. Abbiamo anche elaborato un grafico del processo e in medicina vi sono già applicazioni di modelli matematici per un’ampia gamma di scopi molto diversi.
Si possono usare modelli a scopi formativi, come simulazione e visualizzazione di organi e differenti livelli/sistemi biologici, o per la modellazione dell’incidenza e diffusione di una patologia in una popolazione. Un’altra applicazione è esemplificata dal “Virtual Physiological Human, un’indagine collaborativa del corpo umano come singolo sistema complesso, finalizzata allo sviluppo di modelli computerizzati specifici per singoli pazienti, per poter fornire cure mediche personalizzate e preventive.
La restrizione consiste nel fatto che alcuni effetti tossicologici e patologie complesse, come i tumori, comportano una molteplicità di stadi che devono essere compresi prima di poterne tradurre le caratteristiche in una descrizione matematica. Così in molti casi il ‘collo di bottiglia’ non è di tipo tecnico e computazionale, ma consiste nella difficoltà di scoprire e integrare conoscenze di differenti discipline scientifiche (biologia, medicina, tossicologia). Quindi, ciò che è necessario in prima istanza è la comprensione dei processi biologici in tutta la loro complessità: solo a quel punto diventa possibile progettare un modello matematico.Il risultato del metodo in vitro è verificato a fronte delle osservazioni sull’organismo studiato (umano o animale). Ciò costituisce parte del processo di convalida, in cui non viene analizzata l’affidabilità ma anche la capacità di prevedere l’effetto sulla salute umana o sull’ambiente. Attualmente questo settore di studio è caratterizzato da uno spostamento di paradigma: si sta passando dal tradizionale approccio orientato ai dati, basato sull’osservazione di effetti derivati da studi su animali, a un contesto basato sulle conoscenze, in cui utilizziamo la comprensione di modalità di azione tossicologica e percorsi biologici che producono un effetto avverso Inoltre si stanno progettando strategie che comprendono metodi (in vitro e in silico) adeguati a un particolare scopo/effetto previsto dalla regolamentazione.
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Prof.ssa Virginia A.Cirolla
MD,PhD in Experimental And Clinical Research Methodology in Oncology Department of Medical and Surgical Sciences and Translational Medicine "Sapienza" University of Rome
National President A.I.S.M.O. ONLUS
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Profilo del medico - Prof.ssa Virginia A. Cirolla
Nome:
Virginia Angela Cirolla
Comune:
ROMA
Telefono:
0645477448 3396769115, 3930944388, 3335230409
Azienda:
A.I.S.M.O. ONLUS
Professione:
Ricercatore
Posizione:
PRESIDENTE NAZIONALE
Occupazione:
MEDICO CHIRURGO SENOLOGO/TITOLARE CENTRO DI FORMAZIONE ANFOS/DIRETTORE SANITARIO A.I.S.M.O. ONLUS
Specializzazione:
Oncologia Medica, Medicina alternativa, Chirurgia generale, Perf in Ecografia, Senologia, Master Format. ANFOS, Master Agopuntura, Dottorato Ricerca Oncologica
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