Prof.ssa Costanza Rovida, Phd, CAAT Europe Reach Mastery

L’intervento della Prof. ssa Rovida alla Conferenza svoltasi a Palazzo Montecitorio per i 30 anni della LIMAV – Analisi e proposte per i metodi alternativi di ricerca scientifica specie specifica:

“Buongiorno, è un onore essere in questa sala così bella, in questo edificio così prestigioso. Io sono la meno cattedratica del gruppo, nel senso che collaboro con “CAAT-EUROPE“ ovvero il centro per le alternative ai test sugli animali dal 2010, anno di costituzione. Al tempo stesso lavoro per una società italiana di consulenza che si chiama “TEAM MASTERY” dove facciamo i dossier di registrazione delle sostanze chimiche. Dunque, ciò significa che io davvero cerco, ma purtroppo non riesco sempre, a mettere in pratica tutto quello che si fa, attraverso le Università sui metodi in vitro.
Soprattutto mi interfaccio con le industrie, con i laboratori con gli enti regolatori e quindi capisco i problemi e cerco di risolverli. E’ una situazione difficile ma fortunata allo stesso tempo Per iniziare ed anche per  sdrammatizzare un po’, vorrei raccontarvi una storia. Ci sono vari gruppi di what’s up dove si scambiano battute e cose scherzose. Si parlava della prova costume e del mio amico Augusto, che ha mandato in giro una foto molto carina, con scritto cosa possiamo imparare da mucche, bufali ed elefanti. Si può imparare che non basta mangiare insalata e camminare tanto per perdere peso. Nel gruppo sono iniziate ad arrivare le faccine che ridono. Io dico che il paradosso è evidente ed è sotto gli occhi di tutti. Poi dico che, invece, nel lavoro scientifico i tossicologi (i quali agiscono in modo assolutamente scientifico e rigoroso), prendono i dati dai topi e li applicano sull’uomo. E’ chiaro che il fatto è paradossale. A volte, al posto dei topi e ratti, si usano i cani perché tuttora i test sui cani sono obbligatori prima di poter mettere in commercio i prodotti. Non sto parlando di farmaci: io mi occupo solo di chimica. Per mettere in commercio i fitofarmaci (il nome elegante per indicare i pesticidi), i test sui cani sono obbligatori. E’ chiaro, è evidente, che c’è ancora molto da lavorare in questo senso e quindi è importante introdurre dei cambiamenti. perché se gli animali in passato ci hanno insegnato qualcosa, nel 2017 sono anacronistici. Sono anacronistici perché, sempre tornando a questo paradosso, il cianuro viene utilizzato dai bracconieri in Africa per ammazzare gli elefanti e recuperare l’avorio. Il cianuro ammazza l’elefante, ma non ammazza l’uomo. Tuttavia, non ho bisogno di fare un nuovo test per saperlo: è una tossicità che già si conosce. Se io vedo una struttura, senza fare nessun test posso già immaginare quale può essere l’effetto. Gli effetti più macroscopici sono noti e il bisogno è quello di andare a ricercare le cose un po’ più nascoste, sottili. Per esempio alcuni effetti cancerogeni delle varie sostanze. Studiati pochissimo sono gli effetti delle sostanze chimiche sul sistema ormonale umano, che chiaramente è una cosa estremamente specifica dell’uomo e quindi non può essere fatto che studiando l’uomo. Non si può studiar sul cane o sulle scimmie ed estrapolare i dati all’ uomo! Lo stesso si può dire per le allergie, oppure per il Parkinson e le malattie degenerative del SNC. Questo avviene anche per l’ esposizione, nel corso della vita, a tutte le innumerevoli sostanze sparse nell’ ambiente. Dunque bisogna cambiare, non solo seguire la tradizione; bisogna trovare un nuovo modo per studiare la tossicologia e questo nuovo modo non potrà mai venire dagli animali perché gli animali, danno risposte sperimentali molto approssimative. Si è valutato, per esempio nel test di cancerogenesi, che il 50% dei test stessi, siano falsi positivi ! Il 50% vuol dire che se io lancio in alto una monetina ho un risultato identico. Conclusione: senza sacrificare così tanti animali, si possono ottenere risultatti migliori. Senza considerare gli errori che sono insiti nel metodo SA. La differenza uomo-animale, è biologica. La genetica è diversa, dunque è diverso il metabolismo! Questi problemi sono stati evidenziati nel 2007 da un gruppo di scienziati americani per conto dell’istituto “NATIONAL HEALTH INSTITUTE” che praticamente corrisponde al nostro Istituto Superiore di Sanità americano. Si sono riuniti ed hanno redatto un libro scientifico. Questo libro indica appunto l’inadeguatezza dell’attuale approccio tossicologico delle sostanze chimiche e propone un nuovo metodo basato appunto sui sistemi integrati cellulari.
Dunque, conseguenzialmente, bisogna dire no al ratto e no al cane! La cellula diventa più rappresentativa della situazione, nell’ uomo. Non si può prendere per buoni i risultati ottenuti con gli animali. Sono un po’ brutale, ma al momento, per testare una sostanza chimica si fa così: la si scioglie in acqua se si scioglie in acqua, altrimenti si trova un altro modo; poi prendo il ratto che pesa 400 grammi, prendo la soluzione e decido se devo dare 500 milligrammi/Kg di quella sostanza al ratto. Prendo una cannula, la infilo nello stomaco. Dopodiché guardo il ratto e dico:” Oh ha il pelo arruffato, tiene gli occhi chiusi, ecc. Effetti di questo tipo, sono molto soggettivi da parte dell’operatore. La metodica che si vuole introdurre è quella di studiare il reale meccanismo. Cioè, io non dico più quella sostanza fa male perché uccide il ratto, ma dico che quella sostanza fa male, perché interagisce con quel recettore, che è responsabile di quel meccanismo, che provoca quell’effetto.
Questo non è più un giudizio soggettivo, come con la S.A. Dobbiamo modificare l’approccio scientifico al problema; quindi non più la registrazione di un effetto, ma la comprensione del meccanismo e questo è esattamente quello a cui si vuole arrivare. Quello che sto dicendo è molto recente, quindi anche noi dobbiamo acquisire conoscenze e capire come arrivare a questo tipo di conclusione.
Negli Stati Uniti (con tutti i difetti che possono avere gli Stati Uniti ma tenendo conto che, per certe cose sono molto pragmatici) dopo la pubblicazione del libro del 2007, Obama ha stanziato 200 milioni di dollari allo scopo di mettere in atto un sistema di ricerca basato sullo studio di cellule umane. Se do una certa quantità di sostanza, registro un certo cambiamento nei processi biochimici di base: io so cosa avviene nelle cellule umane, non in quelle di topo. Questa è stata la base teorica.
Da qualche anno è stato creato un gruppo di lavoro molto importante: l’OECD che, in italiano, è l’OCSE. L’OECD è l’associazione responsabile dell’armonizzazione dei metodi di studio, che siano riconosciuti a livello internazionale. L’OECD ha messo molte persone a lavorare su un progetto che ha lo scopo di individuare, per tutti i vari effetti avversi che posso vedere nell’uomo, quale sia il meccanismo di base. Quindi, partendo dalla proprietà chimico-fisica delle sostanze, si scoprono le interazioni con specifici recettori, e poi a cascata scuopriamo gli effetti (sull’organello) sulla cellula, sul tessuto, sull’organo e sull’organismo e infine, per estrapolazione, addirittura sulla popolazione.
Perché lo scopo è anche capire le differenze tra gli individui. Se 20 persone vengono esposte ad un determinato agente chimico, perché a una viene un tumore e alle altre 19 no? Anche questo è importante capire; bisogna quindi studiare gli effetti anche in questo senso ed è ovvio che non è facile, perché l’organismo umano è complicato.
I meccanismi a disposizione sono complessi. Esistono anche progetti combinati, sia a livello di organoidi che di simulazione al computer per capire come viene distribuita ogni sostanza ingerita o assorbita, o respirata. Quindi, quanto viene assorbito dallo stomaco, quanto è metabolizzato dal fegato, quanto va nel plasma eccetera. Dalle dosi è possibile capire quali possono essere gli effetti. Un grande impulso è stato dato dal premio Nobel per la medicina Yamanaka, nel 2012. Questo ricercatore ha praticamente capito come ottenere cellule staminali, partendo da cellule adulte. Le cellule staminali sono quelle cellule che possono essere differenziate a formare qualunque tessuto umano. Fino al secolo scorso, solo le cellule di origine embrionale avevano questa proprietà , per cui c’erano anche problemi etici. Sapete bene come in Italia, lavorare con le cellule di origine embrionale, sia staminali che germinali sia molto difficile. Questo scenziato è riuscito a capire come prendere una cellula adulta, per esempio un fibroblasto normale e trasformarla in una cellula capace poi di generare tutti i tessuti. Dunque, con una potenzialità enorme, perché a questo punto non si studia più una patologia genetica, ma si studia quali possono essere gli effetti sulla singola persona. Si stanno già facendo esperimenti di questo tipo.
Sto però correndo un po’ troppo, però, perchè quello di cui vi volevo parlare in realtà è quello che si fa oggi.
Il REACH è un programma europeo per cui tutte le sostanze chimiche devo essere corredate da un dossier che ne caratterizza le proprietà chimico-fisiche tossicologiche, gli effetti e soprattutto il rischio dato dall’uso.
Vi leggo un articolo del regolamento, dice: “il presente regolamento ha lo scopo di assicurare un elevato livello di protezione della salute umana e dell’ambiente, inclusa la promozione dei metodi alternativi per la valutazione dei pericoli che le sostanze comportano.”
E’ la prima volta a livello mondiale che il concetto dell’importanza dei metodi alternativi viene espresso in un regolamento. Segue tutta una serie di possibilità per applicare questi metodi innovativi.
E’ evidente che non si devono fare test nuovi sugli animali, se quei dati esistono già, o se è possibile farli in altro modo. Si stabilisce un’altra cosa molto importante che è veramente rivoluzionaria: la possibilità di usare qualunque tipo di metodo, basta che si dimostri la validità scientifica.
Allora questo regolamento va benissimo. Io mi ci sono buttata cercando di trovare tutti i modi per ampliarne il più possibile l’applicazione. Chiaro che abbia incontrato svariate difficoltà. Dieci anni fa, andavo nelle industrie, parlavo con gli altri tossicologi delle altre industrie, con i laboratoristi e dicevo “guardate che si possono usare metodi in vitro”. Ottenevo solo di essere guardata malissimo, come se avessi detto la cosa più strana del mondo. Adesso per fortuna non è più così. Abbiamo visto, nelle ultime riunioni organizzate dall’agenzia, che finalmente ci sono tante persone he pensano in modo nuovo. Questo argomento non è più appannaggio di pochi convinti della causa etica. Sta diventando veramente una cosa scientifica.
I problemi però ci sono e sono fondamentalmente relativi all’insegnamento nelle università. I tossicologi studiano tossicologia imparano nelle università quella tradizionale, quindi escono con questa forma mentale che è molto difficile cambiare.
Il secondo problema sono i laboratori. Se voglio fare un test in vitro, soprattutto le industrie chimiche, devono rivolgersi a laboratori esterni. I laboratori esterni in grado di fare questi test sono pochissimi ed anche chi può fare il test, molto spesso non lo propone perché, perché sono spesso più complicati. Altro problema grosso è che quello che dicevo prima e che dobbiamo analizzare per un determinato effetto tante fasi: mentre nella tossicologia tradizionale si da la sostanza agli animali, guardiamo cosa avviene e scriviamo il report,con queste procedure e si devono fare moltii test in più. Se devo testare una certa proprietà con un certo tipo di cellula ed un’altra proprietà con un altro tipo di organoide etc., poi dobbiamo combinare tutti i risultati per cui è molto è molto più difficile e al momento molto più costoso. Io sono sicura che, in futuro questo cambierà, ma oggi testare in vitro costa molto di più che testare sugli animali.  Il progetto REACH ultimamente ha modificato alcune richieste: alcune vengono proprio cancellate. Mentre prima, nella versione originale, esistevano, ora sono state cancellate, mentre invece, la richiesta di test in vivo sulla cornea oculare per malattie della pelle ed allergie, sono di nuovo presenti. Questo è estremamente importante, anche perché la sperimentazione si fa ancora in vivo: un dossier all’agenzia viene rimandato indietro dicendo che non è valido perché deve essere fatto in vivo.
Un esempio pratico che volevo portarvi è la tossicità per via inalatoria di una sostanza che veniva usata come ingrediente di un fondotinta. Mettersi sulla pelle del viso un prodotto che può contenere un ingrediente il quale crea problemi al sistema inalatorio, è molto grave. Però esiste la proibizione di testare prodotti cosmetici sugli animali per cui l’azienda è stata costretta a cercare metodi in vitro. Chiaramente io l’ho aiutata molto volentieri, ma non è stato così facile. E’ stato necessario andare negli Stati Uniti per trovare un laboratorio che facesse queste analisi. Questa crema è stata dunque testata su tessuto epiteliale umano ricostituito. Era tessuto epiteliale completo, quindi anche di protezione. Quello che è importante, è come le cellule sono unite tra loro per fare barriera ed evitare che ci sia contatto con l’esterno. Infatti molti effetti tossici, a cominciare da alcune allergie respiratorie sono dovuti ad aperture, a sepazioni fra le cellule, quindi a varchi di accesso all’organismo. Questo tessuto epiteliale ha invece addirittura le ciglia, che sono quelle che sono in grado di espellere la polvere dai polmoni con dei colpi di tosse anche naturalmente. Queste polveri possono venire espulse, mentre  in alcuni casi questo non avviene. Infatti, per esempio, se io respiro della silice, ho una altissima probabilità di sviluppare il tumore proprio per questo motivo.
Così, siamo riusciti a fare questo test.
Un’altra cosa carina dei test in vitro è che ho un controllo negativo ed un controllo positivo.Testo la sostanza pura in diverse percentuali, testo la base del fondotinta senza la crema, per cui  faccio un elevatissimo numero di test e ogni esperimento viene ripetuto tre volte. Quindi, anche dal punto di vista statistico siccome gli errori esistono, può succedere che si rompa la macchina, può capitare qualunque cosa, ma proprio lavorando con macchine che posso calibrare con degli standard, quando effettuo delle ripetizioni, ho la possibilità di accorgermi di eventuali problemi,  perché se io efettuo tre misure indipendenti e risultano uguali, vuol dire che il sistema è stabile e robusto. Se ne ho una sballata vuol dire che c’è qualcosa che non va, per cui parliamo di significatività scientifica molto alta e questo è uno dei motivi per cui mi piace molto il metodo in vitro.
La tossicità acuta per via inalatoria è una cosa così semplice che adesso si sta lavorando per capire come valutare la tossicità a dosi ripetute: ovvero, se io tutti i giorni respiro qualcosa, mangio qualcosa, cosa mi succede, nel lungo periodo? Anche questo va valutato. Al momento, in Europa, c’è un progetto che sta lavorando in questa direzione ed è molto complicato, ma molto complicato non vuol dire impossibile.
Infine, vorrei ricordarvi, che in Olanda, per conto del ministero dell’agricoltura (ancora una volta non si tratta di gruppi di animalisti) èstato pubblicato una specie di documento di intenti. Vogliono arrivare nel 2025 ad essere leader mondiale dei metodi alternativi e praticamente questo lo hanno fatto più per interesse economico che scientifico. Hanno individuato la possibilità di essere leader dei metodi alternativi per avere un vantaggio economico! Perché non considerare anche questo?
Vorrei concludere parlandovi di Keplero. Keplero, fisico, ingegnere scienziato famoso. Abbiamo la scala delle temperature che porta il suo nome, ma nel 1895 ha detto che macchine volanti, più pesanti dell’aria, non erano possibili. Subito dopo, c’è stato il primo volo dei fratelli Wright. Allora ha aggiustato il tiro e nel 1902, ha detto: “nessun pallone e nessun aeroplano avrà mai successo, in pratica”. Infatti io stamattina ero a casa mia a Varese; ora sono qui, grazie ad un bellissimo volo Alitalia e sono ben contenta di aver smentito Keplero.
Dico questo perché anche scienziati autorevoli, possono sbagliare. Coloro che dicono: “è impossibile che con le cellule si riesca a studiare il meccanismo di una sostanza”, sbagliano.
Grazie dell’attenzione.”