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La ricerca biomedica del XXI secolo //

Nel settore della tossicologia moderna è avvenuto da tempo un progressivo cambiamento di paradigma: negli ultimi vent'anni si è verificata una transizione dall'uso di metodi basati sull'utilizzo di animali, a metodi animal-free, in cui vengono prediletti sistemi in vitro, in silico e che integrati assieme si ritiene possano avere una maggiore rilevanza per lo studio della fisiologia e della tossicologia nell'essere umano. Il documento pubblicato nel 2007 negli Stati Uniti d'America intitolato "Toxicity Testing in the 21st Century: A Vision and a Strategy" (1), così come la Direttiva 2010/63/UE del Parlamento europeo e del Consiglio sulla protezione degli animali utilizzati a fini scientifici (2) incoraggiano l'utilizzo di alternative alla sperimentazione animale introducendo anche il concetto di “New Approach Methodologies (NAMs)” e "Adverse Outcome Pathway" (AOP, traducibile come "via degli esiti avversi").

Le AOP vengono create per riassumere le informazioni relative agli effetti di sostanze chimiche ambientali o di qualsiasi altra sostanza, descrivendo nei dettagli i meccanismi sia cellulari che molecolari (a livello di geni e proteine) alla base di questi effetti, prendendo in considerazione diversi livelli di complessità biologica (popolazione, individuo, organo, tessuto, cellula, e molecole) .

Schema di un AOP (via degli esiti avversi). Immagine tradotta ed adattata da https://biomed21.org/

Le NAMs sono tutte quelle tecnologie, metodologie, approcci avanzati non animali che possono essere utilizzati, anche in modo integrato, per ottenere informazioni sul rischio associato alle sostanze chimiche (3, 4).

L'organizzazione delle conoscenze riguardanti gli effetti delle sostanze chimiche tramite questi tipi di approcci concettuali, può essere agevolmente applicata al settore della ricerca biomedica, ad esempio per identificare i segnali molecolari che vengono alterati con l'insorgenza di una certa patologia (5, 6).

Esempi di iniziative che mirano a promuovere questo tipo di approcci nella ricerca biomedica sono BioMed 21 ed Alliance for Human-relevant Science, che riuniscono scienziati e istituzioni a livello internazionale, per il superamento dell’attuale paradigma di ricerca e l’adozione/sviluppo di nuovi approcci e metodologie, sulla base della consapevolezza che i modelli tradizionali (in vivo quanto in vitro) sono inadeguati.

Riferimenti bibliografici

 

1.           NRC N-R-C. Toxicity Testing in the 21st Century: A Vision and a Strategy. Washington, DC: The National Academies Press; 2007. 216 p.

2.           Direttiva 2010/63/UE sulla protezione degli animali utilizzati a fini scientifici 2010. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/IT/TXT/?uri=CELEX%3A32010L0063.

3.           HumanToxicologyProject.  [Available from: https://humantoxicologyproject.org/.

4.           HumamToxomeProject.  [Available from: http://human-toxome.com/.

5.           Langley GR, Adcock IM, Busquet F, Crofton KM, Csernok E, Giese C, et al. Towards a 21st-century roadmap for biomedical research and drug discovery: consensus report and recommendations. Drug Discov Today. 2017;22(2):327-39.

6.           Langley G, Austin CP, Balapure AK, Birnbaum LS, Bucher JR, Fentem J, et al. Lessons from Toxicology: Developing a 21st-Century Paradigm for Medical Research. Environ Health Perspect. 2015;123(11):A268-72.