Nei topi: gli studi sugli animali sono rilevanti per la salute umana?
I media sono pieni di affermazioni di studi biomedici innovativi condotti su animali. Tuttavia, gli animali potranno mai modellare fedelmente la salute umana?
I lettori accaniti di notizie mediche conosceranno l'uso diffuso di modelli animali nella ricerca biomedica.
Dalla nutrizione alla ricerca sul cancro e agli studi sul metabolismo, scienziati e giornalisti tracciano parallelismi tra animali e umani.
Tuttavia, possono sorgere problemi quando i ricercatori fanno previsioni sulla salute umana sulla base dei risultati di tali studi.
Gli scienziati si riferiscono a questo concetto come rilevanza clinica. Molte agenzie di finanziamento di sovvenzioni biomediche richiedono ai ricercatori di giustificare l'uso di modelli animali prevedendo la probabilità che i risultati abbiano un impatto sulla salute umana.
Nel frattempo, i giornalisti scrivono titoli accattivanti per attirare la nostra attenzione, a volte non riescono a valutare criticamente quanto sia clinicamente rilevante uno studio; o peggio, tralasciano il fatto che gli scienziati hanno svolto il lavoro sugli animali, non sugli esseri umani.
Il dibattito sulla rilevanza clinica dei modelli animali è in corso e un account Twitter chiamato @justsayinmice - che incoraggia gli utenti dei social media a ritwittare notizie che non indicano chiaramente se i risultati provengono da un modello animale o da volontari umani con la didascalia "IN MICE "- recentemente alimentato.
Possiamo presumere che condurre ricerche su modelli animali rivelerà intuizioni sulla nostra salute e di chi è la colpa quando una notizia include affermazioni generali sulla rilevanza clinica?
In questo racconto di topi e uomini (in camice da laboratorio), esploriamo come gli studi sugli animali hanno contribuito ai progressi biomedici e perché alcuni scienziati sostengono che i modelli animali non hanno rilevanza clinica.
I modelli animali risalgono al "2000 a.C."
Prima di addentrarci nei primi giorni degli studi sugli animali, aggiungerò un disclaimer. Durante il mio periodo come ricercatore, prima di entrare Notizie mediche oggi, Sono stato coinvolto in diversi studi che utilizzavano un modello di guarigione delle ferite di un maiale di grandi dimensioni.
Sebbene abbia fatto ogni sforzo per affrontare questo argomento in modo concreto, non posso garantire che le mie esperienze non mi abbiano lasciato senza un certo livello di pregiudizio.
Tornando all'argomento in questione.
Kirk Maurer, del Center for Comparative Medicine and Research del Dartmouth College in Libano, NH, e Fred Quimby, della Rockefeller University di New Durham, NH, discutono a lungo la storia dei modelli animali nella ricerca biomedica in un capitolo del libro del 2015 Medicina degli animali da laboratorio.
"Le prime testimonianze scritte di esperimenti su animali risalgono al 2000 aC, quando babilonesi e assiri documentarono interventi chirurgici e farmaci per uomini e animali", scrivono.
Nel corso dei secoli, gli animali hanno rivelato molte delle informazioni che oggi assumiamo come reali.
Dalla scoperta di Galeno nel II secolo d.C. che il sangue, non l'aria, scorre attraverso le nostre arterie fino all'identificazione nel 2006 di quattro geni che, se attivati, possono riportare qualsiasi cellula in uno stato simile a una cellula staminale embrionale, i modelli animali sono il cuore del progresso scientifico nelle bioscienze.
Il termine chiave qui è modello animale. Maurer e Quimby descrivono gli sforzi di diversi autori per definire il modello animale "ideale". "Forse la caratteristica più importante del modello è quanto assomigli alla condizione o al processo umano originale", spiegano.
Eppure qualsiasi modello andrà solo così lontano, ammettono: "Un modello funge da surrogato e non è necessariamente identico al soggetto che viene modellato".
Modelli animali nella medicina moderna
Françoise Barré-Sinoussi e Xavier Montagutelli, dell'Institut Pasteur di Parigi, Francia, discutono il contributo che gli studi sugli animali hanno dato alla medicina in un articolo del 2015 sulla rivista Future Science OA.
"L'uso degli animali non si basa solo sui vasti punti in comune nella biologia della maggior parte dei mammiferi, ma anche sul fatto che le malattie umane spesso colpiscono altre specie animali", spiegano.
"È particolarmente vero per la maggior parte delle malattie infettive, ma anche per condizioni molto comuni come diabete di tipo 1, ipertensione, allergie, cancro, epilessia, miopatie e così via", continuano.
"Non solo queste malattie sono condivise, ma i meccanismi sono spesso anche così simili che il 90% dei farmaci veterinari usati per curare gli animali sono identici o molto simili a quelli usati per curare gli esseri umani".
Sia Maurer che Quimby, così come Barré-Sinoussi e Montagutelli, evidenziano una lunga lista di vincitori del Premio Nobel le cui intuizioni scientifiche sui modelli animali hanno portato allo sviluppo di nuovi trattamenti fondamentali per la medicina moderna.
Ciò include il lavoro di Frederick G. Banting e John Macleod sull'isolamento dell'insulina dai cani, il lavoro di Emil von Behring sui vaccini in cavie e conigli e il lavoro di James Allison e Tasuku Honjo su topi e linee cellulari di topo nel campo dell'immunoterapia contro il cancro, che gli ha fatto vincere il Premio Nobel 2018.
Non c'è dubbio che i modelli animali abbiano dato un enorme contributo alle cure mediche di cui beneficiamo oggi. Detto questo, Barré-Sinoussi e Montagutelli sottolineano anche che "è tuttavia evidente che i risultati ottenuti sugli animali non sono necessariamente confermati in ulteriori studi sull'uomo".
In parte, lo attribuiscono al fatto che sebbene condividiamo una parte significativa del nostro codice genetico con i vari modelli animali che gli scienziati usano nella ricerca, ci sono chiare differenze genetiche.
"Mentre alcune persone [...] usano queste differenze per confutare il valore dei modelli animali, molti, inclusi noi stessi, sostengono fortemente di migliorare ulteriormente la nostra conoscenza e comprensione di queste differenze e di tenerne conto nei progetti sperimentali e nell'interpretazione delle osservazioni", spiegano .
Mettere in discussione la rilevanza clinica
Non tutti gli scienziati fanno eco al sentimento di Barré-Sinoussi e Montagutelli.
In un articolo del 2018 in Giornale di medicina traslazionale, Pandora Pound, del Safer Medicines Trust nel Regno Unito, e Merel Ritskes-Hoitinga, del Radboud University Medical Center di Nijmegen, Paesi Bassi, sostengono che "i modelli animali preclinici non possono mai essere pienamente validi a causa delle incertezze introdotte dalle differenze di specie . "
Il loro articolo si concentra in particolare sull'industria farmaceutica, che ha un requisito significativo per gli studi sugli animali nella fase prima che un farmaco entri nelle sperimentazioni cliniche. Senza tali modelli preclinici, non è attualmente possibile testare nuovi farmaci sugli esseri umani.
"Mentre molti fattori contribuiscono agli scarsi tassi di traslazione dal banco al letto del paziente (compresi studi clinici imperfetti), una ragione predominante è generalmente ritenuta essere il fallimento dei modelli animali preclinici nel prevedere l'efficacia e la sicurezza clinica", scrivono.
Pound e Ritskes-Hoitinga citano un esempio particolarmente toccante del 2006, quando nonostante gli studi preclinici dimostrassero la sicurezza del farmaco sperimentale TGN1412, i partecipanti a uno studio di fase I hanno subito gravi reazioni pericolose per la vita.
Altri vedono valore nei modelli animali, ma consigliano cautela nella scelta di un modello e nell'interpretazione dei risultati dello studio.
Il dottor Vootele Voikar, dell'Università di Helsinki in Finlandia, utilizza i topi nella sua ricerca neurocomportamentale.
In un recente articolo che ha pubblicato insieme alla sua collega Johanna Åhlgren sulla rivista Animale da laboratorio, Il dottor Voikar ha dimostrato che i substrains geneticamente correlati dei topi di fornitori di differenze hanno mostrato differenze significative nel loro profilo comportamentale di base.
Quando ho chiesto al dottor Voikar quanto siano rilevanti i modelli animali per la salute umana, mi ha risposto che "alcune delle regole fondamentali, quando si usano gli animali nella ricerca di base, [sono] per evitare l'antropomorfizzazione e per prendere in possibile. "
"Con un'attenta progettazione degli esperimenti, la comprensione dei problemi di validità a diversi livelli e un'appropriata interpretazione critica dei risultati, è possibile ottenere la pertinenza e una certa sicurezza".
Dr. Vootele Voikar
Meno "campagna pubblicitaria", più "discussione obiettiva"
Ho chiesto al dottor Voikar se pensa che i giornalisti spesso interpretino male o travisino ciò che gli scienziati pubblicano quando scrivono notizie. Mette l'onere sugli scienziati.
"Penso che il problema principale sia con gli scienziati e i loro comunicati stampa: come vendono i dati e i risultati, quanto sono forti [le] prove [sono] che trovano in relazione ad alcune malattie devastanti, promesse che non ci sono ancora, sebbene basate su le loro scoperte interessanti e importanti, ma spesso preliminari ", ha spiegato.
“Di solito significa che sono necessarie ulteriori ricerche per scoprire se i risultati sono riproducibili e applicabili alle altre condizioni. La cura o il trattamento non sono disponibili dall'oggi al domani, sfortunatamente, nella maggior parte dei casi. Tuttavia, la (eccessiva) vendita è spesso necessaria per attrarre nuove sovvenzioni per la ricerca ".
Dr. Vootele Voikar
Egli sostiene "il dialogo multidisciplinare tra la clinica e il lavoro preclinico di base - troppo spesso i biologi che studiano i modelli di malattia hanno una conoscenza molto limitata delle rispettive condizioni cliniche e dello spettro per la diagnosi differenziale".
Quando gli ho chiesto cosa pensava che i notiziari potessero fare per migliorare il modo in cui comunicano le notizie scientifiche che includono studi sugli animali, ha suggerito quanto segue:
"Per essere critici, evitare clamore, chiedere e presentare punti di vista diversi per promuovere una discussione obiettiva, [e] considerare l'applicabilità e la generalizzazione dei risultati - per questo sono necessari scrittori scientifici specializzati".
Sebbene il dibattito sulla rilevanza clinica dei modelli animali continui e sia gli scienziati entusiasti che i non scienziati si dilettano a ritwittare i titoli con la didascalia "IN MICE" su base giornaliera, credo fermamente che molti scienziati utilizzino gli animali per modellare le malattie umane con la speranza di migliorare la nostra salute.
Lungo il percorso, tutte le parti coinvolte - compresi i ricercatori che scelgono il modello, gli scienziati senior che sovrintendono all'interpretazione e alla comunicazione dei risultati, gli addetti stampa e le testate giornalistiche - hanno un livello di responsabilità.
In ogni momento, sono fondamentali una comunicazione chiara sulla rilevanza di qualsiasi modello animale e sulla probabilità che i risultati abbiano un impatto sulla salute umana.
