Thread by @ScaltritiLab

Thread su sperimentazione animale e sul perche’ si fa. Premetto che non esiste un modello perfetto, infatti si chiamano “modelli”. Partiamo dallo sviluppo di farmaci. Quasi sempre questo tipo di ricerca parte “in vitro”, cioe’ in tubi di laboratorio, al computer e su cellule.

Una volta ci si renda conto che alcuni farmaci contro un determinatro target funzionano, si passa alla prova in vivo.
Perche’ usare modelli animali?

1) anche se si stanno sviluppando modelli tridimensionali il piu’ possibile vicini alla realta’, i modelli in vitro non hanno ancora il sistema vascolare tipico di un tumore che cresce in un animale.

2) in vitro e’ pressoche impossibile avere un sistema immunitario completo. Si possono aggiungere macrofagi, linfociti etc, ma avere tutto il sistema di antigen presentation etc e’ impossibile.

3) in vitro tu dai il farmaco e questo arriva direttamente sulle cellule, in un organismo non e’cosi’. Deve essere assorbito (nel caso di somministrazioni orali) o comunque deve distribuirsi nel flusso sanguigno...

dove ci sono proteine che lo possono legare (quasi sempre) e, possibilmente, essere in grado di passare la barriera emato-encefalica. Ergo, per misurare quanto farmaco arriva veramente al tumore e’ necessario un modello in vivo.

4) Tossicita’. Ovviamente in cellule in vitro vediamo se il farmaco e’ efficace nell’ ucciderle, ma non possiamo prevedere cosa possa fare alle altre cellule dell’organismo. Faccio un esempio pratico (e vero):

anni fa vedemmo che una combinazione di un inibitore di PI3K con un inibitore di HER2 era molto efficace in quasi tutti i modelli in vitro, una bomba. Peccato che nessun topo fosse in grado di tollerare questa combinazione, troppo tossica.

Immaginate se avessimo saltato questo step e avessimo testato questa combinazione direttamente sull’uomo. 5) Spesso farmaci efficaci in vitro non lo sono cosi tanto in vivo, vuoi per la tossicita’ o vuoi perche semplicemente l’organismo se ne libera troppo velocemente.

Sono tante le idee che scaturiscono da lavoro con cellule che si “infrangono” sul muro della prova in vivo. 6) Ci sono anche esempi al contrario. Molti anticorpi monoclonali, ad esempio, funzionano meglio in vivo che in vitro.

Un esempio e’ dato proprio da quelli testati in un paper che ho pubblicato la scorsa primavera. Se non li provassimo in vivo non sapremmo mai tutto il loro potenziale (questi farmaci sono oggi usati in clinica).

7) per studiare la biologia e i fenotipi conseguenti a manipolazioni genetiche. In campo oncologico, sappiamo moltissimo su cosa fanno certe mutazioni e sulla biologia dei geni implicati nello sviluppo dei tumori proprio grazie a topi transgenici.

Come capirete, queste manipolazioni si possono fare anche in cellule (e le facciamo) ma non possono ricapitolare l’effetto sull’intero tessuto/organismo.
Come si decide quali modelli usare? In campo oncologico, spesso, si inizia dai topi, soprattutto per generare modelli...

...di tumori il piu vicini possibile a quelli umani. Topi transgenici sviluppano tumori con mutazioni specifiche, e possono essere usati sia per studiare i meccanismi di crescita tumorale e di sviluppo delle metastasi, che per testare nuove terapie...

...sia dirette contro una specifica mutazione/proteina, che di immunoterapia. Ci sono poi topi con sistema immunitario compromesso, che permettono l’attecchimento di cellule tumorali umane.

Questi modelli, ciascuno dei quali rappresenta il tumore di uno specifico paziente, sono particolarmente utili per misurare l’efficacia di nuovi farmaci in un sistema il piu’ simile possibile ai tumori umani, che sono molto eterogenei.

Mi e’ stato chiesto quali sono i farmaci che hanno bisogno della sperimentazione animale. In campo oncologico tutti, o almeno quei 50-60 con cui ho lavorato o lavoro attualmente. E tutti i farmaci destinati all’uso in pazienti, per legge devono prima essere testati in animali.

La normativa e’ diversa a seconda dei farmaci, ma in generale, un nuovo farmaco, prima di poter essere usato in un clinical trial, deve essere stato testato per tollerabilita’/tossicita’ in almeno due modelli animali.

Di solito si usano ratti (o meno frequentemente topi), e poi una seconda specie (spesso cani). Questo permette di scartare farmaci troppo tossici, ma anche di identificare i possibili effetti collaterali che potrebbero insorgere in pazienti in seguito a dosaggi alti, o prolungati

Queste informazioni sono essenziali per disegnare clinical trials che non mettano a rischio la vita dei pazienti. Il discorso etico e’ validissimo, e deve essere affrontato con informazione e discussione, non con foto allarmiste trovate su internet o video di youtube.

La legislazione sulla sperimentazione animale e’ pesantissima, con parametri di rigore scientifico ed etico molto rigidi, proprio per limitare il piu’ possibile l’uso inutile di animali, e ogni tipo di sofferenza.

Nei protocolli per la sperimentazione animale devi scrivere letteralmente ogni cosa che vuoi fare e perche’, e come pensi di mitigare possibili effetti dei farmaci, dei tumori, ecc. Ci vogliono spesso mesi per avere l’approvazione di un protocollo...

...dopo uno scrutinio attento, sia scientifico che etico, di un comitato costituito da scienziati, veterinari, e (almeno negli USA) anche persone comuni, rappresentanti dell’interesse del pubblico.

Durante ogni eperimento, gli animali vengono monitorati quotidianamente da un team che fa capo ad una figura veterinaria specializzata, e che si occupa di controllare tutta una serie di parametri clinici, oltre a garantire alimentazione, condizioni igieniche, e aspetto sociale

Nel caso in cui gli animali siano sottoposti ad interventi chirurgici, per esempio quando un tumore umano viene impiantato nel corrispondente tessuto/organo del topo, si devono seguire protocolli molto simili a quelli usati nelle sale operatorie umane...

...con gli stessi criteri per sterilita’, anestesia, monitoraggio, e uso di farmaci analgesici, e per il percorso di recupero postoperatorio. In aggiunta al team veterinario, ogni istituto ha anche personale addetto al controllo (quality assurance), che verifica che i protocolli

siano seguiti correttamente e che il personale responsabile abbia il training necessario. Cosa succede quando un esperimento e’ finito? Nel caso in cui si valuta la tossicita’ di un farmaco, tutti i tessuti/organi deli animali devono venire analizzati da un patologo...

per valutare possibili lesioni, quindi gli animali coinvolti nello studio vengono tutti sacrificati. In altri casi, gli animali possono essere usati per altri studi, o anche venire dati in adozione. Come e’ facile intuire da questa descrizione...

...gli esperimenti in animali sono molto complessi, strettamete regolamentati, ed estremamente costosi, quindi e’ nell’interesse di tutti (ricercatori, big pharmas, istituzioni deputate al controllo) che siano fatti nel modo migliore possibile.

Ultima considerazione, strettamente personale: adoro gli animali, vorrei un forte inasprimento delle pene per il loro abbandono e maltrattamento, 8 anni fa ho adottato questo gatto che nessuno voleva (oggi ha 17 anni),

finanzio sia @ASPCA che Humane Society of New York, ed ho persino una laurea in veterinaria, ma purtroppo non possiamo ancora fare a meno della sperimentazione animale. OK, spero questo sia servito a qualcuno per saperne di piu' su sperimentazione animale.