I laboratori del futuro senza cavie

Uno studio del centro di ricerca “Enrico Piaggio” dell’Università di Pisa sulle culture tridimensionali in vitro delle cellule apre la strada alla sperimentazione senza cavie animali.

Sono oltre duemila anni che l’essere umano fa ricorso alla vivisezione degli animali per le più svariate ragioni. Secondo il Corpus Hippocraticum, risalente al IV secolo avanti Cristo, la patria di questa pratica è stata la Grecia, culla della sperimentazione, della medicina e della filosofia. E proprio un filosofo, anzi il filosofo con la “f” maiuscola, Aristotele, secondo le cronache di allora, viviseziona un animale per indagarne il sistema nervoso e il cuore anche se il suo fine non era scientifico ma piuttosto legato al suo specifico campo di studi. Bisognerà attendere il periodo alessandrino perché si realizzi la prima stretta connessione fra medicina e sperimentazione animale. Da allora e fino a oggi, nei laboratori di tutto il mondo, le cavie sono state una presenza fissa. Il futuro, però, potrebbe essere ben diverso e la stretta relazione fra ricerca e cavie animali potrebbe per la prima volta non essere così scontata.

Il merito di un passo avanti di questo tipo, dai chiari risvolti etici, è anche di Arti Ahluwalia, laurea in Fisica nella cittadina inglese di Bath, famosa per le sue terme romane, master a Manchester, dottorato di ricerca in Bioingegneria al Politecnico di Milano. La scienziata, nata in Kenia in una famiglia originaria di Punjub, la regione di confine fra Pakistan e India, di educazione britannica, è la prima donna alla guida del Centro di ricerca “Enrico Piaggio” dell’Università di Pisa, un’eccellenza tutta italiana specializzata in bioingegneria e robotica.

Proprio lei, cittadina del mondo, alla guida del suo team di scienziati “In-Vitro Models”, ha firmato dalle rive dell’Arno uno studio pubblicato dalla prestigiosa rivista Nature Scientific Reports, incentrato sull’applicazione di una legge della biologia, detta allometrica, a cellule che vengono coltivate in vitro all’interno di specifici ambienti artificiali che mimano l’architettura tri-dimensionale e le condizioni dinamiche in vivo.

«Siamo gli unici in Europa capaci di combinare le leggi allometriche con questi modelli in grado di simulare la fisiologia umana. Nello specifico – spiega la professoressa Ahluwalia – ci siamo occupati della legge di Kleiber, una formula matematica che mette in relazione il metabolismo di un organismo vivente, ovvero la velocità di consumo di ossigeno, con la massa corporea. Secondo questa legge man mano che un organismo cresce di dimensioni il suo metabolismo e soprattutto la durata della sua vita si modificano in maniera prevedibile. Questo principio ha un risvolto molto utile nell’ambito della sperimentazione perché ci permette anche di calcolare il dosaggio corretto di un medicinale». Ma che c’entrano queste scoperte con la vivisezione? Presto detto. «Nella nostra ricerca – continua Ahluwalia – cerchiamo di sviluppare colture tridimensionali in-vitro di cellule di organi come il fegato o i polmoni che sono in grado di funzionare esattamente come il corrispettivo umano. Ciò ci consentirà di testare per esempio l’assorbimento di un farmaco senza dover ricorrere a cavie animali e con un valore predittivo superiore. Lo studio pubblicato sulla rinomata rivista scientifica, infatti, dimostra che è possibile creare, in ambienti artificiali come avanzati “bioreattori” per la coltura di cellule, tessuti che rispettino proprio la legge di Kleiber ed è provato che la capacità dei modelli in vitro di fornire dati che possono essere fedelmente estrapolati al caso umano aumenta se essi rispondono alle medesime leggi di scala dei tessuti naturali. Ed è proprio quello che succede nei nostri bioreattori».
 
In pratica questi tessuti in vitro reagiranno alla somministrazioni di sostanze (farmaci, tossine etc.) in maniera molto simile a quanto farebbe un organo umano: la sperimentazione animale, considerata fino ad ora un male necessario, diventerebbe così inutile. Il Centro ha anche ricevuto una donazione dalla Lav, la Lega Anti Vivisezione.  Grazie al finanziamento i ricercatori coordinati da Ahluwalia stanno realizzando una sorta di polmone artificiale che simula il movimento degli alveoli e che permetterà di valutare l’impatto sull’essere umano di sostanze come le polveri sottili, o il fumo di sigaretta. Il tutto senza ricorrere per esempio all’inalazione forzata su cavie da laboratorio.

Il gruppo di studio sta anche lavorando alla realizzazione di un modello di intestino caratterizzato da una membrana in grado di emulare il funzionamento contrattile del tubo digerente. «L’applicazione di queste ricerche – conclude  Ahluwalia – riguarda anche la lotta a malattie metaboliche come il diabete o l’obesità, sempre più diffuse non solo nelle società sviluppate, o il più ampio spettro delle patologie neurodegenerative. La velocità con cui riusciremo a raggiungere dei risultati concreti, però, dipende molto dai finanziamenti su cui potremo contare».