Fermare la SA significa… andare avanti con la Ricerca!

Immagine

Recentemente l’esponente di un gruppo pro-SA è stato intervistato sul tema dei test sugli animali, commettendo diversi errori che andremo ad analizzare.

Ad esempio, per quanto riguarda la legge che si appresta ad essere attuata, afferma:

“Il divieto di utilizzo degli animali per gli xenotrapianti impedisce diverse ricerche sul cancro (ad esempio quelle nelle quali le cellule di un tumore umano vengono impiantate in un topo per potere testare le migliori terapie da utilizzare per curare il paziente), impedisce le ricerche sulle valvole cardiache biologiche, che permettono a milioni di persone con problemi cardiaci di vivere una vita normale”

In realtà, prima ancora di disquisire sulla mancanza di predittività degli attuali modelli murini di cancro, ci preme far notare come in Parlamento siano stati molto chiari che il divieto di xenotrapianti non si estenda a cellule e tessuti ma esclusivamente ad organi interi, pertanto gli esempi citati non sono inclusi.
Ciò è stato inoltre confermato dal Ministro della Salute Lorenzin.

Continua:

“e impedisce di portare avanti ricerche innovative che hanno la potenzialità di risolvere definitivamente il problema delle liste di attesa dei trapianti”

In realtà gli xenotrapianti di organi interi hanno dato risultati estremamente fallimentari, ricordiamo il caso di Baby Fae, morta 21 giorni dopo che le fu trapiantato il cuore di un babbuino, o ancora, più recentemente, il tragico xenotrapianto di fegato effettuato da Starzl e colleghi, che provocò al paziente le seguenti condizioni: ingrossamento del fegato ad una dimensione che superava il doppio di quella iniziale, infezioni, emorragie gastrointestinali, trasfusione di sangue, insufficienza renale, dipendenza da dialisi, tossicità multipla da farmaci, perdita improvvisa delle maggiori funzioni del sistema nervoso, emorragia subaracnoidea e morte [1]. In aggiunta, nonostante i numerosi fondi spesi in questo campo, ancora sussistono numerose barriere che rendono insicuri gli xenotrapianti. Ad esempio, nonostante si siano ridotte le probabilità di imbattersi nel rigetto iperacuto, il problema del rigetto umorale acuto continua a persistere. [11].

Ci chiediamo quindi perchè invece non focalizzarsi su di una reale innovazione che potrebbe porre fine alla mancanza di organi in tutto il mondo e ai problemi di rigetto, ovvero quella di stampare organi in 3D partendo da cellule staminali, progetto a cui stanno già lavorando i ricercatori della Heriot-Watt University. Un giorno, si spera, sarà possibile “stampare” veri e propri organi, da utilizzare per esempio per i trapianti, mentre il traguardo più vicino è quello di ottenere tessuti da utilizzare nella ricerca tossicologica o nello ricerca e sviluppo di nuovi farmaci. 
Ricordiamo che per la ricerca tossicologica, il modello maggiormente utilizzato è purtroppo quello animale. A questo proposito, i ricercatori sostengono che: “[…] current analysis of potential metabolite toxicity involves the use of a large number of experimental animals (mostly rodents). This is not ideal as animal models are both costly to run and less likely to give an accurate representation of metabolism and toxicity in the human organ. Ongoing model development also seeks to reduce the number of animals used in such work for ethical reasons” [2].

Tornando all’intervista, i pro-SA aggiungono:

“se devo studiare un’interazione preliminare tra cellule diverse posso pensare di utilizzare un system-on-a-chip oppure un bioreattore multi-compartimentale, ma se voglio studiare la cinetica di un farmaco, il suo metodo di eliminazione ed escrezione oppure se voglio studiare un sistema complesso come il cervello, si deve utilizzare assolutamente un animale.”

In realtà le funzioni dei Bioreattori Multicompartimentali Modulari non sono così ristrette, infatti andando a vedere sul sito dei produttori notiamo come tra le applicazioni del metodo vengano inclusi gli “ADME studies“. ADME, lo spieghiamo per chi non lo sapesse, è l’acronimo di Assorbimento, Distribuzione, Metabolismo ed Eliminazione/Escrezione, dunque non si capisce perchè gli studi di farmacocinetica e di escrezione non avrebbero, secondo l’intervistato, alternativa alcuna agli animali, dato che inoltre gli stessi produttori hanno descritto il loro modello come un possibile Replacement dei test su animali.

Sempre per quanto riguarda i Bioreattori Multicompartimentali, riportiamo da una pubblicazione in proposito i possibili utilizzi del modello, che, grazie all’interconnessione di più camere e al passaggio di un fluido che simula la circolazione sanguigna, si estendono allo studio del metabolismo e di alcune malattie:

We have suggested that this induction is due to two factors: the circulation of medium which provides a sustainable supply of nutrients, as well as efficient removal of metabolic products, and the mechanical stimulus due to the presence of a low velocity porous or percolative interstitial-like flow which is established through the collagen coating (Vinci et al., 2009). […] In addition, the bioreactor chambers can be connected together in series or in parallel as desired, using different cell types, tissue slices, or scaffolds in order to recreate in vitro models of metabolism or diseases.” [3]

Per quanto riguarda invece i lab-on-a-chip, anche qui l’intento è il Replacement degli animali nei test, come è possibile notare visionando il video in proposito del Wyss Institute di Harvard, creatore degli organs-on-a-chip. 

Inoltre esistono le “cells-on-a-chip” [4], in grado di studiare la farmacocinetica e la farmacodinamica, e sono in via di sviluppo ulteriori modelli su chip per lo studio dell’ADME [5].

Un ultimo progetto “on-a-chip” molto interessante è quello del “body-on-a-chip”, un sistema che interconnetterà i vari “organs-on-a-chip”, la cui applicazione sarà nel campo dello sviluppo dei farmaci, dei test di sicurezza delle sostanze chimiche, e della modellazione di molte malattie.

Infine, nell’ampissimo campo della ricerca sul cervello, rimandiamo ai nostri articoli in proposito, di certo non esaustivi nell’esplicitare l’ampia mole di metodologie alternative in questo ambito (1, 2, 3, 4, 5, 6).

Continua il pro-SA:

“la quasi totalità della comunità scientifica, secondo un recente sondaggio effettuato da
Nature, reputa che la sperimentazione animale sia fondamentale ed insostituibile. “

In realtà il sondaggio in questione, Animal research: Battle scars, faceva notare come il 70,3% dei rispondenti facesse SA. Pertanto quanto può essere credibile un sondaggio in cui la quasi totalità degli intervistati ha conflitti di interessi?

“Se viene spiegato alla gente comune che il sacrificio di alcuni animali (per stragrande maggioranza topi o ratti) è quello che ha permesso l’allungamento della vita, la riduzione della mortalità infantile e la sconfitta di diverse malattie che una volta decimavano la popolazione, la loro opinione cambia”

In realtà dovremmo dir loro che è grazie a volontari clinici umani che abbiamo avuto questi risultati. Potremmo dir loro che siano stati gli animali solo nel caso in cui il risultato che dà l’animale corrispondesse nella stragrande maggioranza a quello che dà l’uomo, ma non è così. Ovviamente più fondi vengono impiegati verso una metodologia, più anche l’eccezione (vale a dire le volte in cui umano e animale correlano) diventa ampia e visibile; dovremmo però contare che lo diventa anche il numero dei fallimenti che di norma non vengono invece presi in considerazione.

“Sono ovviamente ben accetti e di norma quando esiste un metodo affidabile che non impiega animali questo viene immediatamente utilizzato.”

Sbagliato, un metodo alternativo per essere accettato deve essere approvato dall’ECVAM, che impiega svariati anni per ogni singola metodologia, ed essere inserito nelle linee guida. Questo significa che vi sono moltissimi metodi alternativi che per motivi di burocrazia non possono essere utilizzati, nonostante esistano e possano ad oggi sostituire l’animale in diversi campi.

“Il numero di farmaci veramente dannosi è irrisorio e lo dimostra lo 0.0005% di decessi e lo 0.02% di effetti collaterali gravi che si vedono negli studi clinici di fase I (quando si testa per la prima volta un farmaco sull’uomo): se la fase preclinica su animali fosse inutile questi numeri sarebbero decisamente maggiori.”

In realtà molti effetti avversi non si manifestano nelle prime fasi cliniche a causa delle dosi. 
Infatti, i livelli posologici da cui si iniziano i test nell’uomo sono di solito 1/100 della dose NOAEL (No Observed Adverse Affect Level), cioè della dose massima alla quale, nell’animale, non si sono verificati effetti collaterali di sorta. 
Il dosaggio iniziale verrà poi aumentato progressivamente, rivelando spesso anche tutti gli effetti avversi che non si erano rilevati in precedenza a causa della dose minore. 
Ciò è dimostrato dal fatto che ben l’81% delle volte gli animali non riescono a predire i gravi effetti avversi ai farmaci in post-marketing per l’uomo [6].
Oltre a ciò, partire da una dose che sia più bassa di quella animale è già una conferma di per sé della mancanza di attendibilità della SA. Infatti, quale prova migliore del fatto che i dati ottenuti sull’animale non siano predittivi per l’uomo e che le fasi cliniche attualmente rappresentino un salto nel vuoto senza alcuna reale protezione?

Inoltre, uno studio del 2005 di Horstmann e colleghi esaminò i trial di fase I per terapie antitumorali, scoprendo che nei trial relativi a singoli agenti chemioterapici si erano verificati eventi tossici seri ma non fatali in circa il 15 per cento dei soggetti e vi erano state 58 morti. Riportiamo le loro conclusioni:

“In conclusione, l’affidamento ad una singola stima del tasso di risposta o del tasso di mortalità correlato alla tossicità per la fase 1 dei trial oncologici è fuorviante, dal momento che i tassi di risposta e la tossicità variano a seconda del tipo di prova. I potenziali partecipanti e le loro famiglie, gli oncologi, i ricercatori, i membri di comitati etici, gli esperti di etica, e altri interessati a pesare i rischi e i benefici degli studi di fase 1 e a prendere decisioni sulla loro accettabilità devono essere consapevoli della complessità e della varietà di tali prove, conoscere i dettagli circa il trial che stanno prendendo in considerazione, e valutare attentamente tutti i rilevanti rischi e benefici” [7]

Per maggiori informazioni in proposito, rimandiamo al nostro approfondimento sulla fase I.

Il pro-SA continua:

“Infatti chi sostiene queste tesi “dimentica” (volutamente?) di dire che quegli stessi farmaci sono stati testati con successo nelle colture cellulari in vitro e che, se sono stati commercializzati, sono stati anche testati con successo anche nell’uomo.”

Per quanto riguarda i test in vitro, la quasi totalità che viene usata in fase preclinica è con cellule animali, per test più accurati dovremmo sostituirle con corrispettive umane [8]. E’ stato infatti chiaramente dimostrato che le marcate differenze di specie osservate su animali possono essere riprodotte nei modelli di coltura che utilizzino tessuti o cellule di altre specie [9]. Nonostante ciò, la direttiva europea 2010/63/UE, afferma: “I tessuti e gli organi animali sono impiegati per lo svi­luppo di metodi in vitro”
In aggiunta, dato che i correnti metodi pre-clinici in vitro sono le colture di cellule 2D, non in grado di ricapitolare la risposta umana in vivo, sarebbe doveroso sostituirle con modelli di tessuti o cellule 3D [10]. 
Infine, sarebbero da applicare i modelli in vitro multi-organo e multi-compartimentali, in grado di ricapitolare al meglio le interazioni organo-organo che avvengono in vivo.

Per quanto riguarda i fallimenti in fase clinica, vi è una piccola contraddizione: se i fallimenti dei modelli in vitro, giustamente inadeguati così come attualmente concepiti e da sostituire così come i successivi test in vivo, devono essere contati assieme al fallimento del modello animale, perchè, nella valutazione dei test su animali, non dovrebbe essere contato anche il fallimento nelle successive fasi cliniche oltre allo scarto che si ha dalla SA alla fase I? 

Ovviamente vi è un grande fallimento anche per quanto riguarda i trial clinici, ma ciò non fa altro che confermare la sfiducia nel modello animale. Infatti, se già differenze genetiche intra-specifiche di appena lo 0,1% portano a grandi insuccessi, cosa dovremmo ricavare da esseri che differiscono da noi per il 2 o il 15% di DNA?

“Il problema è dovuto alla complessità degli organismi viventi, alla rarità dell’effetto collaterale in questione (che magari avrebbe avuto bisogno di un numero molto più alto di animali in fase preclinica e di molti più pazienti nei trial clinici per essere visualizzabile)”

In realtà agli animali vengano somministrate dosi elevate e per lunghi periodi, proprio allo scopo di far emergere anche i potenziali effetti collaterali rari, quindi se non emergono ciò è da considerarsi un vero e proprio fiasco, dato che, se non funzionano, perché si fanno? E se dovrebbero funzionare, perché mai questo non sarebbe considerabile un fallimento? 

Riporto infatti da una pubblicazione, che afferma:

“One could argue that non-clinical studies are not designed to identify rare adverse reactions that appear after market approval.
Although the number of animals used in non-clinical studies is relatively small, the studies are designed to find important side effects that are likely to occur in humans (International Conference on Harmonisation of Technical Requirements for Registration of Pharmaceuticals for Human Use, 2009). However, as high doses are administered for a prolonged period to elicit a complete toxicological response in animals, this approach can also estimate potential toxicities that could occur in humans.” [6]

Ovviamente, dato che nell’81% dei casi gli
animali non riescono a identificare i gravi effetti avversi ai farmaci, si capisce bene che il problema non è in come è strutturato il test, ma semmai nella differenza tra uomo e animale.

Fonti: 

[1] Starzl TE, Fung J, Tzakis A, Todo S, Demetris AJ, Marino IR, Doyle H, Zeevi A, Warty V, Michaels M, et al. Baboon-to-human liver transplantation. Lancet. 1993 Jan 9;341(8837):65-71.

[2] http://www.genengnews.com/gen-articles/organ-printing-from-stem-cells/4171/

[3] Mazzei D, Guzzardi MA, Giusti S, Ahluwalia A. A low shear stress modular bioreactor for connected cell culture under high flow rates. Biotechnol Bioeng. 2010 May 1;106(1):127-37.

[4] Sung JH, Esch MB, Shuler ML. Integration of in silico and in vitro platforms for pharmacokinetic-pharmacodynamic modeling. Expert Opin Drug Metab Toxicol. 2010 Sep;6(9):1063-81.

[5] Kimura H, Yamamoto T, Sakai H, Sakai Y, Fujii T. An integrated microfluidic system for long-term perfusion culture and on-line monitoring of intestinal tissue models. Lab Chip. 2008 May;8(5):741-6.

[6] van Meer PJ, Kooijman M, Gispen-de Wied CC, Moors EH, Schellekens H. The ability of animal studies to detect serious post marketing adverse events is limited. Regul Toxicol Pharmacol. 2012 Dec;64(3):345-9.

[7] Horstmann E, McCabe MS, Grochow L, Yamamoto S, Rubinstein L, Budd T, Shoemaker D, Emanuel EJ, Grady C. Risks and benefits of phase 1 oncology trials, 1991 through 2002. N Engl J Med. 2005 Mar 3;352(9):895-904.

[8] Bunton D. The use of functional human tissues in drug development. Cell Tissue Bank. 2011 Feb;12(1):31-2. doi: 10.1007/s10561-010-9213-5. Epub 2010 Sep 8.

[9] Zeilinger K, Sauer IM, Pless G, Strobel C, Rudzitis J, Wang A, Nüssler AK, Grebe A, Mao L, Auth SH, Unger J, Neuhaus P, Gerlach JC. Three-dimensional co-culture of primary human liver cells in bioreactors for in vitro drug studies: effects of the initial cell quality on the long-term maintenance of hepatocyte-specific functions. Altern Lab Anim. 2002 Sep-Oct;30(5):525-38.

[10] Teresa M. DesRochers, Laura Suter, Adrian Roth, David L. Kaplan. Bioengineered 3D Human Kidney Tissue, a Platform for the Determination of Nephrotoxicity. PLoS One. 2013; 8(3): e59219. PMCID: PMC3597621.

[11] “[…] Further advances are required to overcome the remaining barriers.
[…] AHXR may occur despite the administration of pharmacologic immunosuppressive agents, and is particularly seen following the development of a T-cell-dependent elicited antibody response.”

Ekser B, Cooper DK. Overcoming the barriers to xenotransplantation: prospects for the future. Expert Rev Clin Immunol. 2010 Mar;6(2):219-30.

Annunci

4 risposte a “Fermare la SA significa… andare avanti con la Ricerca!

  1. Bravissimi!
    I pro-SA dicono un sacco di falsità, come possano guardarsi allo specchio tutte le mattine non lo riesco a capire..

    Mi piace

  2. c’è una differenza abissale tra i veri ricercatori e i vivisettori, la si evince bene da questo articolo molto accurato e poggiante su basi solide e documentate. Questa è scienza, grazie ! .

    Mi piace

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione / Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione / Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione / Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione / Modifica )

Connessione a %s...