Benvenuti al primo episodio di In Vitro Focus, una serie di approfondimenti redatti dallo staff tecnico INT.E.G.R.A. per portarvi al centro del mondo del cruelty-free testing.
Insieme scopriremo tutte le migliori pratiche, ultime novità e i principali attori di questo mondo in provetta.

Russel & Burch

Nel 1959 gli accademici britannici W.M.S. Russell e R.L. Burch, membri della Universities Federation of Animal Welfare, pubblicarono “The Principles of Humane Experimental Technique”. In questo trattato proposero un principio, o modello, per una sperimentazione animale più etica e capace di ridurre al minimo le sofferenze causate agli animali da laboratorio.

Il principale obiettivo della sperimentazione animale applicata è sempre stato l’utilizzo dell’animale come modello per comprendere meglio una determinata caratteristica biologica di un’altra specie, solitamente quella umana. Con il loro trattato Russel e Burch integrarono un nuovo obiettivo: quello di promuovere la sperimentazione responsabile. Inoltre, i principi di Russel e Burch non furono presentati come la parola definitiva di questa scienza ma come una base per i suoi sviluppi futuri:

i tre precisi concetti metodologici ed etici nell’utilizzo degli animali nelle sperimentazioni, ovvero le 3R (Replacement, Reduction & Refinement), furono presentati non solo per assistere i ricercatori nel trovare e usare le tecniche attualmente disponibili ma anche per incoraggiare lo sviluppo di strumenti e metodologie ancora sconosciute.

Nel panorama odierno, questa missione è sempre più rilevante: la comunità scientifica internazionale è continuamente alla ricerca di nuovi metodi alternativi da adottare allo scopo di ridurre l’uso di animali, di sostituirli completamente nella sperimentazione, o di limitarne le sofferenze.

Le 3 R

In cosa consistono dunque le 3 R?

Il ricercatore dovrebbe inizialmente cercare, con il maggiore sforzo possibile, di rimpiazzare, o sostituire, il proprio modello animale con un modello alternativo (Replacement); qualora questo non sia possibile il secondo passo è quello di cercare di ridurre il più possibile il numero di animali utilizzati in un certo protocollo sperimentale mantenendo lo stesso livello di informazione (Reduction); infine, con l’ultima R, lo sperimentatore deve sempre adoperarsi per ridurre il livello di sofferenza imposto agli animali durante le procedure sperimentali migliorando attivamente la qualità dell’intero arco di vita dell’animale (Refinement).

Le 3 R oggi

Per anni, le 3 R sono apparse praticamente in ogni contesto relativo all’uso degli animali nella ricerca: leggi, regolamenti e politiche governative; dichiarazioni etiche di organizzazioni professionali di ricerca; libri e articoli di giornale.

I principi proposti da Russel e Burch sono alla base della Direttiva sulla protezione degli animali utilizzati a fini scientifici 2010/63/UE, entrata in vigore il 22/09/2010, in cui il riferimento ai metodi alternativi e ai principi di sostituzione, riduzione e perfezionamento è presente lungo tutto il testo della legge.
Tale direttiva è stata recepita in Italia con il D.LGS. del 4 marzo 2014, n. 26.

Tuttavia, i principi di sostituzione, riduzione e perfezionamento sono in costante evoluzione e discostarsi dalle definizioni originali dei Principi non sarebbe inappropriato – e anzi sarebbe consigliabile – se i cambiamenti rappresentano dei miglioramenti.

Vediamo quindi cosa significano oggi le 3R e come sia cambiata la loro definizione dai tempi di Russel e Burch.

Replacement

Sostituzione (anche parziale) della sperimentazione animale con metodi alternativi di equiparabile validità.

Nell’accezione originale del termine, quella proposta da Russell e Burch, si intendeva l’utilizzo di materiale non senziente (piante, microrganismi, sistemi chimici e fisici non viventi) al posto del modello animale.

Attualmente, metodi alternativi al modello animale includono modelli computazionali, modelli cellulari (detti anche modelli in vitro), organoidi, tessuti ingegnerizzati e studi su volontari umani, modelli tridimensionali e sistemi di realtà virtuale.

Già Russell e Burch introdussero i concetti di rimpiazzo parziale (relative replacement) se una specie animale viene sostituita da un’altra specie caratterizzata da un sistema nervoso relativamente meno complesso di quella originale e rimpiazzo completo (absolute replacement) se il modello animale risulta completamente eliminato dal protocollo sperimentale.

Reduction

Riduzione del numero di animali utilizzati, tale comunque da ottenere una quantità di dati statisticamente significativa e di sufficiente precisione. In questo tipo di approccio è di fondamentale importanza un uso corretto della statistica ed un accurato disegno sperimentale per determinare il numero minimo necessario di soggetti da utilizzare.

Un altro modo per ridurre in linea generale il numero di soggetti sperimentali usati da diversi laboratori dovrebbe essere quello di armonizzare il più possibile, e a livello internazionale, i protocolli standard richiesti per i test di tossicità. Ciò ridurrebbe sensibilmente la necessità di ripetere gli stessi test in differenti Paesi, abbassando automaticamente il numero di animali utilizzati nella sperimentazione.

Il concetto di riduzione può essere applicato a diversi livelli:

• un livello intrasperimentale in cui la riduzione riguarda il numero di animali all’interno di ogni singolo esperimento.In questo caso si può effettuare una riduzione migliorando il disegno statistico, eseguendo studi pilota e, analizzando dati ottenuti in precedenza, calcolando il numero di soggetti strettamente necessario. Questo tipo di analisi va condotta per ogni singolo esperimento si voglia eseguire.

• un livello sovrasperimentale in cui la riduzione si attua cambiando il modo più generale di fare ricerca. In tale livello rientrano anche l’azione dei comitati etici, la possibilità di scambiarsi informazioni fra differenti gruppi di ricerca, l’ottimizzazione dei programmi di riproduzione. Un esempio di applicazione del principio di riduzione può essere la scelta di ridurre il numero di animali mantenuti in allevamento evitando il continuo allevamento di colonie ad es. di topo non necessarie per la sperimentazione. Un altro esempio del principio di riduzione può essere la possibilità di ottenere, tramite consultazione di apposite Banche Dati, tessuti congelati messi a disposizione da altri gruppi di ricerca, evitando così di sacrificare ulteriori animali.

• un livello extrasperimentale in cui la riduzione si ottiene mediante un’evoluzione della pratica sperimentale. Un esempio può essere l’armonizzazione delle regole nazionali sulla sperimentazione animale tra Paesi europei, Stati Uniti e Giappone.

Refinement

Raffinamento dei disegni e delle condizioni sperimentali per ridurre al massimo la sofferenza provocata all’animale e diminuirne lo stress. Questa azione inizia quando è stato compiuto ogni sforzo possibile per trovare alternative al modello animale originariamente scelto e per ridurre il numero di individui utilizzati in uno specifico disegno sperimentale. Il concetto di rifinire, o migliorare, le procedure sperimentali si è modificato nel tempo. Una delle conclusioni di una recente ricerca è stata la ridefinizione di questo particolare concetto, includendo tutti gli aspetti che possono essere interessati dall’applicazione di questa R: trasporto, stabulazione, tecniche usate nelle procedure del protocollo sperimentale, eutanasia.

Ogni fase della ricerca che coinvolge animali è progettata in modo tale da salvaguardare nel possibile il benessere animale, ridurre al minimo l’uso di procedure invasive o dolorose e, quando possibile, sono utilizzati anestetici e analgesici.

In questa proposta appare particolarmente rilevante il necessario e attivo sforzo per il miglioramento dello stato di benessere dell’animale sperimentale, al di là di una semplice minimizzazione dello stato di malessere.

L’uso del rinforzo positivo, per es., è un buon modo per migliorare le procedure sperimentali. In questo caso, infatti, agli animali è data l’opportunità di cooperare con le procedure, mediante la somministrazione di premi, generalmente alimentari, riducendo così i casi nei quali l’animale deve essere forzato a partecipare a un certo protocollo sperimentale.

Inoltre, un importante principio che i ricercatori sono obbligati a seguire riguarda la scelta della specie animale da utilizzare nelle ricerche. Infatti, la legge prescrive che a parità di possibili risultati debba essere scelta la specie a minore encefalizzazione, a minore sviluppo neurologico.