Recentemente, il ministro della Scienza del Regno Unito ha annunciato un piano ambizioso, per eliminare gradualmente la sperimentazione sugli animali.
I progressi compiuti nel campo della scienza e della tecnologia (gli organi su chip, i gemelli digitali e l’intelligenza artificiale) stanno inaugurando una nuova era nella ricerca e nello sviluppo di farmaci, sostituendo i test sugli animali con valide alternative.
“Ridurre drasticamente i test sugli animali è possibile, ma la complessità del corpo umano resta una sfida”, commenta Dario Besusso, ricercatore dipartmento di Bioscienze dell’Università di Milano e Istituto Nazionale di Genetica Molecolare (Ingm).
Ecco le tecnologie per mandare gradualmente in soffitta la sperimentazione sugli animali, grazie al progresso scientifico e biotecnologico.
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Le tecnologie per l’addio alla sperimentazione sugli animali in ambito scientifico
Secondo la strategia britannica, entro la fine del prossimo anno si interromperà la sperimentazione sugli animali di potenziali sostanze irritanti per la pelle. Entro il 2027, i ricercatori dovrebbero porre fine ai test sulla potenza del botox sui topi. Entro il 2030 sarà la volta di ridurre i test sui farmaci nei cani e nei primati non umani. Iniziative simili saranno intraprese da altri Paesi.
Lo scorso aprile, la Food and drug administration (Fda) statunitense ha annunciato un piano per sostituire la sperimentazione animale per le terapie con anticorpi monoclonali con “modelli più efficaci e rilevanti per l’uomo”. Inoltre, a seguito di un workshop tenutosi nel giugno 2024, anche la Commissione europea ha iniziato a lavorare su una tabella di marcia per eliminare gradualmente la sperimentazione animale per le valutazioni di sicurezza chimica.
Il ruolo della scienza e delle associazioni animaliste
Da decenni le associazioni animaliste conducono campagne per ottenere impegni come questi.
Tuttavia, la mancanza di alternative ha reso difficile porre fine alla sperimentazione sugli animali. I progressi della scienza medica e delle biotecnologie stanno invece cambiando questa situazione.
L’uso degli animali nei test: non più giustificabile
L’utilizzo degli animali nella ricerca scientifica è avvenuto per migliaia di anni. La sperimentazione animale ha portato a molte scoperte importanti sul funzionamento del cervello e del corpo degli animali.
E, poiché le autorità di regolamentazione richiedono che i farmaci siano prima testati sugli animali da laboratorio, essa ha svolto un ruolo importante nella creazione di medicinali e dispositivi sia per gli esseri umani che per altri animali.
Attualmente Paesi come il Regno Unito e gli Stati Uniti regolamentano la ricerca sugli animali e richiedono agli scienziati di possedere diverse licenze e di rispettare le norme relative all’allevamento e alla cura degli animali. Tuttavia, ancora oggi ogni anno milioni di animali vengono utilizzati nella ricerca.
Molti scienziati non vogliono però partecipare alla sperimentazione sugli animali. Alcuni mettono in dubbio che sia ancora giustificabile la ricerca sugli animali, soprattutto considerando che circa il 95% dei trattamenti che sembrano promettenti sugli animali non arriva sul mercato.
“Il settore della ricerca biomedica ha subito negli ultimi dieci anni una rivoluzione metodologica guidata dall’emergere di nuovi approcci e modelli in vitro ed in silico quali organoidi, organ-on-chip e modelli digitali che rappresentano senza dubbio un passo decisivo verso la riduzione dei test sugli animali”, spiega Dario Besusso: “L’impatto positivo è evidente soprattutto nell’ambito di valutazione della sicurezza di pesticidi, di prodotti chimici e
cosmetici e in tutte quelle applicazioni che non riguardano direttamente la cura di patologie gravi. Qui le alternative in vitro sono già alla portata di mano e possono sostituire la sperimentazione animale senza compromettere sicurezza e qualità dei risultati”.
Le tecnologie per voltare pagina: le alternative alla sperimentazione sugli animali
Negli ultimi decenni abbiamo assistito a progressi straordinari nelle tecnologie che offrono nuovi modi per modellare il corpo umano e testare gli effetti di potenziali terapie, senza ricorrere alla sperimentazione su esseri umani o altri animali.
Per esempio, i ricercatori hanno creato gli “organi su chip”, versioni in miniatura di organi umani all’interno di minuscoli contenitori di plastica. Questi sistemi, progettati per contenere lo stesso mix di cellule che si trova in un organo adulto, ricevono un apporto di nutrienti che li mantiene in vita.
Vari team hanno realizzato modelli di fegato, intestino, cuore, reni e persino cervello, modelli già utilizzati nella ricerca.
Gli “organi su chip” sono dispositivi, fondati su microfluidica in grado di replicare in miniatura la struttura e le funzioni di organi umani. Sfruttando cellule viventi coltivate in piccoli canali su un chip, al fine di simulare le interazioni cellulari e l’ambiente fisiologico di un organo, la tecnologia consente lo studio di malattie e test di farmaci in modo più preciso, accurato e iperrealistico rispetto alle classiche colture cellulari. Gli organs-on-chip apreono la strada a una medicina personalizzata.
I chip cardiaci sono stati inviati nello spazio per osservare come reagiscono alla bassa gravità. La Fda ha utilizzato chip polmonari per valutare i vaccini contro il Covid-19. I chip intestinali permettono di studiare gli effetti delle radiazioni.
Organi su chip, body on chip e organoidi
Alcuni ricercatori stanno persino lavorando per collegare più chip tra loro e creare un corpo su chip (body on chip), anche se questo progetto è in fase di sviluppo da oltre un decennio e nessuno è ancora riuscito a realizzarlo.
Allo stesso modo, altri stanno lavorando alla creazione di modelli di organi, e persino di embrioni, in laboratorio.
Coltivando gruppi di cellule in minuscole strutture 3D, gli scienziati possono studiare come si sviluppano e funzionano gli organi e persino testare farmaci su di loro.
Questi modelli possono anche essere personalizzati: prelevando cellule da una persona, si dovrebbe essere in grado di modellare gli organi specifici di quella persona. Alcuni ricercatori sono persino riusciti a creare organoidi di feti in fase di sviluppo (gli organoidi sono epliche in miniatura, tridimensionali e complesse di organi umani o animali, coltivate in laboratorio, partendo da cellule staminali).
Tuttavia, secondo Dario Besusso, “nonostante questa sia sicuramente la direzione da intraprendere, l’organismo umano resta un sistema complesso, con interazioni tra organi e sistemi, complessità metaboliche e dinamiche a lungo termine che i modelli in vitro non riproducono ancora fino in fondo. Per questo, quando si parla di validazione di farmaci destinati all’uso clinico, l’affidabilità dei soli sistemi in vitro deve essere dimostrata con
evidenze robuste“.
Il futuro è nell’AI e nei digital twin
La strategia del governo britannico per l’addio alla sperimentazione animale menziona le promesse dell’intelligenza artificiale.
Molti scienziati hanno rapidamente adottato l’AI come strumento per aiutarli a dare un senso a vasti database, per trovare, per esempio, connessioni tra geni, proteine e malattie.
Altri stanno utilizzando l’AI per progettare farmaci completamente nuovi che potrebbero essere potenzialmente testati su esseri umani virtuali. Non persone in carne e ossa, ma ricostruzioni digitali che vivono in un computer.
Gli ingegneri biomedici hanno infatti già creato digital twin di organi. In studi clinici attualmente in corso, cuori digitali vengono utilizzati per guidare i chirurghi su come e dove operare cuori reali.
Natalia Trayanova, professoressa di ingegneria biomedica responsabile di questa sperimentazione, ha spiegato a MIT Technology Review che il suo modello è in grado di indicare le aree del tessuto cardiaco da bruciare nell’ambito del trattamento della fibrillazione atriale: suggerisce normalmente due o tre aree, ma in alcuni casi ne raccomanda molte di più, dunque richiede fiducia nel modello.
È però improbabile che entro il 2030 riusciremo ad abbandonare completamente la sperimentazione sugli animali.
Secondo il governo britannico riconosce, la sperimentazione sugli animali è ancora richiesta da molte autorità di regolamentazione, tra cui la FDA, l’Agenzia europea per i medicinali e l’Organizzazione mondiale della sanità.
E, sebbene le alternative alla sperimentazione sugli animali abbiano fatto passi da gigante, nessuna di loro è in grado di riprodurre perfettamente la risposta di un organismo vivente a un trattamento.
Almeno non ancora. Considerati tutti i progressi compiuti negli ultimi anni, sarà possibile immaginare un futuro senza sperimentazione sugli animali.
“Le nuove tecnologie aprono la strada a un cambiamento necessario, ma serve cautela nel valutare i limiti e la consapevolezza che la completa sostituzione dei modelli in vivo richiederà ancora tempo e conferme cliniche”, conclude Dario Besusso.
