Platelminti al posto dei roditori per la ricerca sulla neurotossicità

SCOPERTE – Se per alcuni effetti tossicologici come irritazione cutanea, corrosività cutanea, assorbimento/ penetrazione dermica e fototossicità esistono oggi dei metodi alternativi validati, per quanto riguarda lo studio della tossicità neurologica i i modelli animali – principalmente topi e ratti – rimangono fondamentali (e nel tempo le normative che regolano la sperimentazione animale sono cambiate parecchio, anche in Italia). Ma non si ferma l’impegno non tanto per sostituirli del tutto, perché per ora non è fattibile, ma per limitare il più possibile il numero di animali impiegati.

Una delle idee che vanno in questa direzione propone come candidati alternativi le planarie d’acqua dolce, i più famosi tra i platelminti (come dice il nome si tratta di vermi piatti) principalmente noti per le loro capacità di rigenerazione. Un po’ come i nematodi della specie Caenorhabditis elegans, le planarie sono già diffusissime come organismo modello per indagare i meccanismi biologici, specialmente quelli legati al sistema nervoso e all’invecchiamento. In particolar modo i fenomeni dell’accorciamento dei telomeri, protagonisti della ricerca che prova ad allungarci la vita (o, più scientificamente parlando, a farci arrivare maggiormente in salute alla vecchiaia).

All’Università di San Diego gli scienziati si sono resi conto che questi vermi possono costituire un modello inaspettatamente sofisticato quando si tratta di studiare la risposta a sostanze chimiche potenzialmente tossiche, permettendo un confronto con il sistema nervoso umano. “Usare i mammiferi come organismi modello sarà ancora necessario”, precisa Eva-Maria Schoetz Collins, a capo della ricerca, “ma usare delle specie alternative in fase di pre-screening ci permetterebbe di selezionare un numero minore di sostanze tossiche da testare poi sui modelli murini, riducendo così il loro numero al minimo indispensabile”. Facendo diminuire, nel frattempo, anche i costi sostenuti dalla ricerca.

Se da una parte fa riflettere l’idea che nessuno mai manifesterà per salvare le planarie dai laboratori (o le drosofile, cui dobbiamo davvero moltissimo) gli scienziati vedono in quest’idea una possibilità concreta. “Siccome le planarie hanno caratteristiche uniche, come un cervello di complessità intermedia e breve tempo di rigenerazione, ci è possibile studiare gli adulti e i vermi in via di sviluppo in parallelo, per elaborare poi un sistema complementare che ci permetta di indagare la neurotossicità”, spiega Schoetz Collins.

Sono molti i composti potenzialmente tossici con cui entriamo in contatto ogni giorno, che si tratti di prodotti cosmetici (cui abbiamo dedicato svariati approfondimenti dal biologico alle etichette fino ai noti Sodium lauryl sulfate e parabeni) o di additivi alimentari. Il che rende sempre più una sfida stabilire come testarli, visto che la ricerca si è sempre affidata, per questo, ai modelli murini. Ma oggi si fa il possibile per rimpiazzare i modelli animali con quelli in vitro o specie alternative come i pesci zebra (Danio rerio): sforzi che fanno capo a un’iniziativa molto ampia chiamata Tox21 Initiative, che si propone proprio di cambiare alla base il modo in cui si effettuano oggi i test tossicologici.

Schoetz Collins e i colleghi, che hanno pubblicato la loro proposta su Toxicological Sciences, hanno pensato alla planaria dopo essersi resi conto di quanto i loro vermi (la specie Dugesia japonica, già impiegata in laboratorio per altri esperimenti) fossero particolarmente sensibili alle diverse condizioni ambientali. Non per niente le specie del genere Planarium sono considerate ottimi bioindicatori, ovvero quegli organismi che vengono usati per monitorare le condizioni di un ambiente.

Il sistema di pre-screening menzionato dalla ricercatrice consiste di cinque livelli di valutazione, ed è già stato provato con nove sostanze già note per la loro neurotossicità (solventi, pesticidi e detergenti usati nella vita quotidiana). Dopo l’esposizione, sono stati valutati gli effetti su vari parametri, come le condizioni del sistema nervoso, la capacità di rigenerarsi, il comportamento normale e sotto stimolo, la sopravvivenza. Da questi test i ricercatori si sono resi conto che l’efficacia della planaria come modello è paragonabile a quella di altri animali già studiati, come le larve di pesce zebra e i nematodi, ma con un vantaggio in più.

“Quello che rende le planarie d’acqua dolce uniche e particolarmente adatte allo scopo è il fatto che possiamo studiare simultaneamente individui adulti geneticamente identici ad altri ancora in crescita, facendo così un confronto diretto tra gli effetti sul cervello già sviluppato e quello in via di sviluppo. Tenendo in considerazione, inoltre, le complicazioni date dalla variabilità dei fattori genetici”. Siamo ancora lontani dal veder prevalere i metodi alternativi, ma a piccoli passi e negli ambiti in cui è possibile, si va alla ricerca di un cambiamento. Che, non per ultimo, deve prevedere il rispetto delle linee guida per gli studi sugli animali.

Pensate per un momento a tutte le sostanze chimiche alle quali, in modo consapevole o inconsapevole, siamo esposti ogni giorno. Cose banali come il dentifricio, i cosmetici, gli additivi alimentari, i prodotti farmaceutici. Sono fatti di sostanze chimiche industriali, sintetizzate e testate in laboratorio. È probabile che non abbiate mai dubitato del fatto che il vostro dentifricio è sicuro, o che gli antidolorifici funzionano, ma questa comodità e queste certezze hanno un prezzo. I test che valutano la sicurezza e l’efficacia delle sostanze che ogni giorno entrano in contatto con il nostro corpo dipendono dalla sperimentazione animale, da animali che soffrono per garantire la nostra sicurezza. In che modo – come società – possiamo bilanciare costi e benefici della ricerca sui modelli animali?

Da Suffering for Science: Balancing the Costs and Benefits of Animal Research, PLOS Blogs

@Eleonoraseeing

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