Metodologie Non-Animali nella Ricerca Biomedica e nella Sperimentazione Tossicologica

[Knight A. Non-animal methodologies within biomedical research and toxicity testing. ALTEX. 2008;25(3):213-31.]

Sono stati descritti protocolli di test di tossicità che utilizzino combinazioni di metodiche senza animali, ad esempio, dall’UK Department of Health (2000), da Worth and Balls (2002), Knight e colleghi (2006a), Combes (2007), e Combes e colleghi (2007). Dovrebbero includere elementi appropriati al caso individuale, che sarebbero normalmente condotti in sequenza, come mostrato nella figura.

Non tutti i test saranno necessari in ogni caso, soprattutto quando i dati di positiva tossicità sono ottenuti nei primi stadi. L’appropriato livello di sperimentazione sarà influenzato da fattori come volumi di produzione, rischi di esposizione umana e disposizioni regolatorie o legislative.

Non tutte le metodologie appropriate sono state validate o adottare da autorità regolatorie. Tuttavia, confronti ed esami appropriati dei dati più bersagliati ottenuti attraverso questi schemi di sperimentazione ci forniscono prove importanti della maggiore predittività per la tossicità umana rispetto a quella offerta dai tradizionali test su animali.
Ci possono, inoltre, facilitare nella (maggior) comprensione dei meccanismi di tossicità.

Un elenco definitivo delle metodologie non-animali di ricerca e sperimentazione sarebbe possibile solo dedicando diversi volumi a questo tema. In ogni caso, è chiaro anche da questo breve documento che esiste un’ampia gamma di strumenti investigativi che potenzialmente potrebbero rimpiazzare l’uso di animali nella ricerca biomedica e nella sperimentazione tossicologica. Questi includono meccanismi che migliorino la condivisione e la valutazione di dati prima di condurre ulteriori studi; valutazione fisico-chimica e modelli computerizzati, incluso l’uso di SAR e sistemi esperti; l’uso di microorganismi e piante superiori.
Una grande varietà di colture tissutali sono disponibili, incluse linee di cellule immortalizzate, cellule staminali embrionali ed adulte e colture organotipiche. Saggi in vitro che utilizzino colture cellulari di batteri, lieviti, protozoi, di mammiferi o umane esistono per un ampio spettro di rilevamento di sostanze tossiche e di altra natura. Possono essere usati individualmente o combinati in batterie, e mantenuti statici o perfusi. Colture di epatociti umani e sistemi di attivazione metabolica possono facilitare l’identificazione di vie metaboliche, determinazione dei metaboliti prodotti e valutazione dell’interazione organo-organo. La tecnologia dei microarray può permettere la profilatura dell’espressione genica di tossine, aumentando la loro velocità di individuazione, ben prima di altri test più invasivi.
Prove cliniche umane potenziate attraverso il microdosing, oltre a tessuti umani surrogati, avanzate modalità di imaging e studi epidemiologici, sociologici e psicologici possono aumentare la nostra comprensione dell’eziologia e della patogenesi, facilitando lo sviluppo di interventi farmacologici sicuri ed efficaci.
I metodi non-animali non possono, ovviamente, provvedere a rispondere a tutte le domande sugli umani, soprattutto a causa delle presenti limitazioni tecnologiche.
Tuttavia, lo stesso vale certamente per i modelli animali, che hanno, in aggiunta, una più limitata capacità di ulteriore sviluppo.
Inoltre, i modelli non-animali possono offrire certi importanti vantaggi, quando sono comparati all’uso di animali.
Particolarmente quando sono usati umani o tessuti umani, queste alternative possono generare risultati più veloci e più economici, sono più attendibili e predittivi per gli umani e possono portare a grandi intuizioni nei processi biochimici umani.

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Riferimenti Bibliografici:

Department of Health (DH) (UK): Committee on Mutagenicity of Chemicals in Food, Consumer Products and the environment (2000).  Guidance on a Strategy for Testing of Chemicals for Mutagenicity. London, UK: DH.

Worth, A. P. and Balls, M. (eds.) (2002). Alternative (non-animal) methods for chemicals testing: current status and future prospects. A report prepared by ECVAM and the ECVAM Working Group on Chemicals. ATLA 30 Suppl. 1, 1-125.

Knight, A., Bailey, J. and Balcombe, J. (2006a). Animal carcinogenicity studies: 3. Alternatives to the bioassay. ATLA 34(1), 39-48.

Combes, R. (2007). Developing, validating and using test batteries and tiered (hierarchical) testing schemes. ATLA 35, 375-378.

Combes, R., Grindon, C., Cronin, M. T. et al. (2007). Proposed integrated decision-tree testing strategies for mutagenicity and carcinogenicity in relation to the EU REACH legislation. ATLA 35(2), 267-287.

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