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21/06/10
PROGRAMMA DI TOSSICITÀ SCIENTIFICA (PTS)
Fonte: Antidote Europe
(http://antidote-europe.org)
Sintesi
Il Programma di tossicologia scientifica deve percorrere la retta via per l'individuazione della tossicità di sostanze immesse nell'ambiente o introdotte nell'organismo sotto forma di farmaci. Il fatto che tra 600.000 a 750.000 cittadini europei muoiano per effetto di sostanze chimiche nocive dovrebbe destare l'attenzione dei più e indirizzare verso la formulazione di nuove e affidabili metodologie.
Ciò è possibile solo una volta sconfessato l'utilizzo di materiale animale, anche nei sistemi di sperimentazione alternativi, e una volta superato l'ostacolo della validazione degli stessi. Una logica insana prevede, infatti, che per essere convalidati i metodi alternativi debbano produrre gli stessi risultati (inesatti) dei metodi basati su animali.
É nelle cellule che la vita ha inizio; le malattie hanno tutte un'origine cellulare (sia essa endogena o esogena) e ormai la biologia ha conseguito notevoli progressi nello studio di sistemi integrati a livello dei tessuti, degli organi e a livello sistemico. I metodi in questione non sono invasivi e tengono conto del polimorfismo umano attraverso l'utilizzo di determinati chip di DNA.
Gli esperimenti richiedono alcuni giorni, possono essere effettuati in grandi insiemi paralleli di screening, sono relativamente economici, facili da standardizzare e necessitano di piccole quantità di sostanze. I risultati sono quantitativi, riproducibili, e validi per la specie che ha fornito le cellule. Oltre all'analisi cellulare, il Programma di tossicità scientifica prevede anche la rilevazione della tossicità a livello degli organi e dei tessuti mediante test clinici rigorosi eseguiti, ad esempio, con tecniche di imaging (MRI, PER, SCAN ecc) e correlati da informazioni complementari date da test biomedici standard o biochimici.
I risultati maggiori dell'adozione di questa metodologia riguardano la sicurezza del consumatore, la prevenzione di malattie in costante aumento nonché una riduzione dei costi socio-economici risultanti dalle stesse.

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Testo integrale
Come richiesto dalla legge, i test di tossicità in generale e quelli per i farmaci in particolare, devono essere effettuati sugli animali, cioè su modelli che si pensa abbiamo reazioni biologiche simili a quelle umane. Ma il ricorso ai presunti modelli animali per i problemi di salute umana è basato su principi ragionevoli?

Programma di tossicologia scientifica (PTS)
Dal 2003 la Commissione europea sembra voler dare una nuova spinta ad un progetto che è nell'aria da qualche anno: far valutare la tossicità di decine di migliaia di sostanze chimiche comunemente utilizzate e a cui di conseguenza siamo potenzialmente esposti. Essa ha dato a questo progetto il nome di REACH (“Regulation, Evaluation and Authorization of Chemicals”).
La Commissione europea ha ragione a voler valutare i 100.000 prodotti chimici fabbricati dall'uomo. Tuttavia, il fatto che il progetto REACH preveda che queste valutazioni siano effettuate a spese del produttore, che comportino il sacrificio di centinaia di milioni di animali e che non saranno concluse per lo meno prima di alcuni decenni, inquieta le parti interessate. Gli industriali temono per la loro competitività e i loro margini di guadagno, i difensori degli animali si scagliano contro quello che considerano come il più vasto progetto di avvelenamento mai organizzato, gli ecologisti vogliono ottenere il ritiro più veloce dei prodotti tossici, in quanto ogni giorno perso comporta la scomparsa definitiva di specie vegetali o animali nonché l’inquinamento irrimediabile o molto persistente delle risorse naturali.
Ma sono soprattutto le associazioni il cui scopo è quello di preservare la salute umana che si indignano delle carenze di questo progetto, a causa dell'inadeguatezza del metodo che ci si accinge ad adottare per la valutazione della tossicità delle 100.000 sostanze. In effetti, l'osservazione degli effetti tossici presso una specie animale non è valida che per la specie in questione, e l'estrapolazione di questa informazione ad un'altra specie (la specie umana per esempio) è lungi dall’essere affidabile. L‘evoluzione delle casistiche sanitarie (mortalità per cancro e altre malattie gravi) dall'introduzione di prodotti chimici nel nostro ambiente (approssimativamente dalla seconda guerra mondiale) sembra confermare l'impatto negativo di questi prodotti sulla salute umana.
Il progetto REACH è oggetto di numerose critiche. Pertanto, l'obiettivo di valutare seriamente i rischi delle sostanze chimiche che il nostro ambiente o noi stessi assorbiamo, rappresenta una priorità assoluta.
Al centro della controversia si trova il metodo mantenuto per la valutazione dei rischi. REACH, infatti, prevede il ricorso alla sperimentazione animale. Ora, i progressi scientifici recenti permettono prendere in considerazione metodologie capaci di rispondere alle aspettative delle diverse parti interessate: meno cari, più veloci, senza animali e soprattutto validi per l'uomo.

Morbilità e mortalità nell'Unione europea: tendenze allarmanti
Diversi milioni di cittadini europei soffrono di malattie neuro degenerative gravi (morbo d'Alzheimer e di Parkinson, sclerosi multipla, autismo, ecc.). Anche se per la maggior parte di queste malattie l'aumento del numero dei casi viene correlato grossolanamente all'allungamento dell’aspettativa di vita, un rapido incremento (sclerosi multipla in particolare) è osservato anche tra le persone dai 20 ai 40 anni e anche tra i bambini (autismo).
L'aumento più forte di morbilità e mortalità, tuttavia, è stato osservato per il cancro. In Francia, per esempio, dal 1990, il cancro è divenuto la prima causa di morte tra persone tra i 35 ai 65 anni. Per la classe di età tra i 45-49 anni, la proporzione di morti dovute a tutti i tipi di cancro, ad eccezione di quello ai polmoni, si è moltiplicata sei volte tra il 1950 e il 1980 (per 10 per il cancro ai polmoni). 300.000 nuovi casi di cancro sono diagnosticati ogni anno, con un aumento importante di casi verosimilmente legati agli ormoni: una donna su tredici è stata colpita dal cancro al seno nel 1970, una su sette lo è oggigiorno.
É generalmente riconosciuto che tra il 5 e il 10% dei tipi di cancro sono legati ad alcuni difetti genetici. Di conseguenza, i fattori esogeni, in particolare lo stile di vita (tabagismo, alcool, eccessi alimentari, stress, ecc.) e i prodotti cancerogeni presenti nella nostra alimentazione e nel nostro ambiente sono responsabili di nove cancri su dieci. Siccome i comportamenti a rischio tendono a diminuire e, al contrario, il numero e la quantità di nuovi prodotti chimici non cessa di aumentare, risulta certo che questi ultimi sono i principali colpevoli di 1,7 milioni di nuovi cancri diagnosticati nei paesi dell'Unione europea ogni anno. Ciò prova che tali prodotti non sono stati testati per la loro potenzialità cancerogena, o meglio, che sono stati testati con metodi che non hanno potuto individuare questo pericolo.
Per ciò che riguarda i farmaci, anche se il loro sviluppo presuppone diversi anni di ricerche e una serie di test, i loro effetti secondari sono la quarta causa di morte nell'Unione europea; provocano inoltre 20.000 decessi annui in Francia e circa 120.000 nell'insieme dei paesi dell'Unione.
Come richiesto dalla legge, i test di tossicità in generale e per le medicine in particolare, devono essere effettuati sugli animali, cioè dei modelli che si pensa presentino reazioni biologiche simili a quelle umane.
Il ricorso ai supposti modelli animali per i problemi di salute umana è basato su principi ragionevoli?
C'è una prova chiara e semplice del fatto che nessuna specie animale può essere usata come modello biologico affidabile per un'altra. Una specie è definita per il suo isolamento riproduttivo; questo significa che i membri di specie diverse non possono incrociarsi. Questo è la conseguenza del fatto che una determinata specie ha un patrimonio genetico unico, in quanto a numero, organizzazione e struttura dei cromosomi, oltre che a regolazione e controllo dell'espressione genica. La biologia moderna ha messo in evidenza che il patrimonio genetico di un individuo determina attività biologiche precise nelle sue cellule, tessuti e organi. In tal modo, gli individui di specie differenti hanno patrimoni genetici diversi e presentano dunque attività biologiche diverse, che possono, a seconda dei casi, apparire simili, differenti o opposti a quelli di un'altra specie. A partire da questo comportamento biologico aleatorio, l'affermazione che i membri di una determinata specie possano fungere da modelli biologici affidabili per un'altra specie è falso.
In particolare, l'ipotesi che i risultati ottenuti con alcuni mammiferi sarebbero applicabili agli uomini è infondata e compromette seriamente la salute umana.
Consideriamo, per esempio, lo scimpanzé, il nostro parente più prossimo in termini evolutivi. Esposto al virus dell'immunodeficienza umana (HIV), lo scimpanzé non sviluppa la malattia – negli uomini, questo virus provoca l'AIDS. Se lo si infetta del virus dell'epatite B, uno scimpanzé su dieci può sviluppare una forma attenuata d'epatite e recupererà rapidamente – presso gli uomini, questo virus provoca un'epatite cronica e a volte il cancro al fegato. E quando gli si inietta il virus Ebola, lo scimpanzé muore di febbre emorragica, come gli uomini. In altri termini, il migliore modello animale si comporta in maniera opposta, differente o identica agli uomini, a fronte di un fattore dato. Nessuno avrebbe previsto questi risultati, che possono essere ottenuti solo dopo l'osservazione presso ambedue le specie. Testare su modelli animali è dunque inutile al meglio, pericoloso al peggio, a volte fatale per gli uomini: lo scandalo francese del sangue infetto ha avuto luogo perché gli “esperti”, notando che gli scimpanzé non avevano reazioni, hanno approvato l'immissione sul mercato di questo sangue.
Una stima prudente del numero dei morti in Francia, che risulta da questa metodologia imperfetta di valutazione della tossicità dei soli farmaci e di prodotti cancerogeni, va dai 100.000 ai 120.000 mila decessi all'anno. Supponendo che tassi simili siano validi nelle altre nazioni dell'Unione europea, muoiono prematuramente tra i 600.000 ai 750.000 cittadini europei di anno in anno a causa degli effetti secondari dei farmaci e dei prodotti cancerogeni presenti nel nostro ambiente.

Come valutare correttamente i rischi tossici per gli uomini?
Ricorrere agli animali per valutare i rischi tossici per gli uomini ci riporta al Medioevo, quando questo rappresentava l'unico modo per avere una vaga valutazione dei rischi. Attualmente, la rivoluzione scientifica ci propone dei mezzi di gran lunga più affidabili.
É nelle cellule che la vita ha inizio. Non è quindi sorprendente (ed è interamente sostenuto dalla biologia moderna) che le risposte a praticamente tutti i problemi biologici debbano inizialmente essere ricercati a livello della cellula. Le malattie umane hanno pressappoco tutte un'origine cellulare, sia che la causa sia endogena (nell'organismo) o esogena (al di fuori dell'organismo). Questo è vero per il cancro, le neuropatologie e le malattie cardiovascolari, per citare le malattie più frequenti e gravi nei paesi sviluppati. I danni causati ad una cellula da una sostanza tossica costituiscono la prima tappa della malattia.
Lo studio delle cellule umane coltivate in presenza di prodotti tossici sarà dunque la prima tappa per una valutazione affidabile della tossicità di questi prodotti per gli uomini. La biologia moderna ha inoltre conseguito dei progressi spettacolari nello studio di sistemi integrati a livello del tessuto, dell’organo e sistemici. Alcuni metodi non invasivi (diverse tomografie, test funzionali dell'attività biochimica negli organi, ecc.) permettono la valutazione completa dei rischi delle sostanze alle quali i consumatori sono fortemente esposti (farmaci, additivi alimentari, pesticidi, ecc.)

La tossicologia scientifica
La tossicità può provocare risposte acute e sistemiche; queste possono essere ritardate in seguito a un'accumulazione di danni minori che arrivano infine a superare la difesa cellulare e i meccanismi di riparazione, oppure, in quanto lo sviluppo della malattia è lungo. Un esempio tipico di questo ritardo è il cancro, dato che ci vogliono in media cinque o dieci anni tra l'inizio della proliferazione di una cellula e la diagnosi del tumore. Gli stadi neuro-degenerativi sono, inoltre, molto lenti nel comparire. Da ciò la necessità di valutare contemporaneamente le risposte tossiche di breve e lungo termine.
Gli studi cellulari vengono adattati a questo fine. Questi sono realizzati idealmente su colture primarie, ma le linee cellulari stabilite permettono facili esami preliminari. Un componente aggiuntivo interessante alle metodologie precedentemente descritte è la valutazione in silico degli effetti tossici di una molecola, derivati dalla sua struttura chimica (relazione struttura-attività), sempre più attendibile nel prevedere attività biologiche negative della molecola, ancora prima che questa sia sintetizzata.

Tossicità molecolare e cellulare
Per entrare nella cellula, la sostanza chimica deve attraversare delle barriere lipidiche o acquose e a volte deve essere metabolizzata a questo fine. Questo attiva diversi geni che codificano enzimi di metabolizzazione specifici, fattori di trascrizione cellulare, trasportatori di molecole, ecc. I metaboliti ottenuti devono essere accuratamente identificati, in quanto alcuni sono molto tossici, anche se la sostanza di origine non lo è affatto. Siccome la sostanza transiterà necessariamente per i reni e il fegato, le cellule di questi organi devono essere testate per primi. Diversi metodi permettono di farlo: test in vitro dell'attività enzimatica dei geni implicati; chip di DNA (kits disponibili in commercio), che permettono il controllo dell'espressione di molti geni; l'identificazione dei metaboliti attraverso spettrometrie di massa, ecc.
Una volta che la sostanza o i suoi metaboliti sono entrati nella cellula, l'effetto su quest'ultima e la sua discendenza deve essere controllato. In risposta ad un'aggressione, anche se moderata, la cellula attiverà ancora una serie di geni, sia per proteggersi che per riparare il danno. Numerosi geni di stress o enzimi di riparazione sono conosciuti e possono essere usati come “reporters”: forniscono informazioni sul bersaglio della sostanza, l'estensione del danno e la capacità della cellula di superarlo. I reporters permettono inoltre di controllare la trasformazione della cellula esposta a differenti dosi del prodotto informandoci sulla sua capacità di sopravvivere e sulla modalità di far fronte al prodotto a lungo termine. Attualmente, cellule cariche di geni reporters sono disponibili in commercio, e permettono di mettere in evidenza in modo rapido ed economico i diversi tipi di danno (a livello del DNA, della membrana, ecc.).
L'inconveniente dei “reporters” è la necessità individuare il gene o i geni mobilitati dalla sostanza. Questo problema è superato attraverso dei chip di DNA che portano centinaia o migliaia di geni conosciuti per la loro implicazione nella risposta tossica. Attraverso manipolazioni biochimiche standard, l'espressione di ognuno di questi geni può essere visualizzata, sia che i geni siano stimolati, repressi o non intaccati dalla sostanza.
I chip di DNA sono attualmente gli strumenti all'avanguardia per seguire la prima fase - la trascrizione - dell'espressione genica. Per avere un quadro completo dell'effetto della sostanza sull'espressione genica, occorre seguire anche la seconda parte di questa espressione – la traduzione, nel corso della quale la proteina è realmente sintetizzata. Ciò può essere fatto con degli strumenti appropriati: gel 2D di elettroforesi capillare, chip di proteine, spettometria di massa e numerosi nuovi metodi in rapido sviluppo.
Gli effetti genotossici devono essere controllati con un'attenzione particolare, dato che l'insuccesso di questa valutazione è il principale fattore responsabile dell'imponente ascesa dell'incidenza del cancro osservata in questi ultimi 50 anni. Le mutazioni di DNA possono essere controllate attraverso numerose tecniche, direttamente (sequenziamento) o indirettamente, controllando l'espressione dei geni di riparazione del DNA. La tumorigenesi è favorita dalla mutazione o inattività dei geni implicati nella regolazione della crescita e divisione cellulare. Queste mutazioni disturbano il controllo della morte cellulare programmata, che si sviluppa normalmente in risposta ai fattori di crescita, di migrazione cellulare, ecc. Chip di DNA già disponibili permettono di caratterizzare lo stato della trascrizione di diverse centinaia di geni coinvolti nella tumorigenesi.
Gli eventi cancerogeni possono inoltre essere indotti da meccanismi non genotossici che si producono a diverse tappe del ciclo cellulare o a livello dell'organizzazione superiore del materiale genetico. I cosiddetti soppressori di tumore rappresentano un grande interesse. Tra questi, la proteina p53, per esempio, controlla l'integrità del materiale genetico della cellula. Se si produce un evento mutageno, p53 interrompe il ciclo cellulare fino a che il danno non venga riparato. Se la riparazione non è avvenuta in poche ore, p53 forza la cellula al suicidio, impedendo la trasmissione del danno alla sua discendenza. Le sostanze che danneggiano p53 (o altri soppressori di tumore) aboliranno questa attività di custodia e le mutazioni potranno allora propagarsi alla discendenza della cellula e, eventualmente, indurre una proliferazione cellulare incontrollata. Più della metà dei tumori solidi portano forme inattive di p53. Numerosi kit commerciali sonodisponibili per controllare lo stato dei soppressori di tumore. Dei chip di DNA sono anch'essi disponibili per controllare l'espressione di centinaia di geni umani implicati nella maggiori tappe della tumorigenesi: deregolamentazione dei percorsi di crescita e divisione cellulare , risposta ai danni del DNA, stabilità e riparazione del genoma, adesione cellulare, invasione, metastasi, angiogenesi, ecc.
Le sostanze citotossiche colpiscono l'organizzazione della cellula, il suo corredo, il suo metabolismo, ecc. Questa tossicità è spesso segnalata dall'espressione intensa dei geni dello stress ( in particolare dello stress ossidativo).La citotossicità può essere stabilita controllando l'espressione di una lunga lista di geni familiari e di geni implicati nella necrosi, l'arresto della crescita, la senescenza, ecc.
Metodi specifici esistono per la valutazione di una varietà di sostanze che bersagliano alcune funzioni biologiche particolari. Eccone un breve elenco:
La tossicità riproduttiva può essere controllata a livello cellulare attraverso lo studio dell'attivazione dei ricettori ormonali presenti sulla superficie di cellule specifiche. Per esempio, i “interferenti endocrini” (come alcuni insetticidi) possono imitare gli ormoni naturali e indurre in maniera eccessiva il segnale specifico di un ormone o saturare i ricettori e di conseguenza impedire l'accesso all'ormone normale. Per mettere in evidenza questi effetti , si coltivano delle cellule prelevate negli organi e tessuti sensibili ( seno, ovaie, prostata).
La tossicità che interessa lo sviluppo (compresa la teratogenesi) può essere valutata grazie a dei chip di DNA che anno numerosi geni umani coinvolti nella regolazione delle diverse fasi del ciclo cellulare.
La neurotossicità può risultare dall'azione della sostanza sulle molecole implicate nella comunicazione neuronale - una gran parte degli insetticidi mirano queste molecole! I chip di DNA aventi geni dei canali ionici e di trasportatori di neurotrasmettitori sono disponibili per controllare l'effetto di una sostanza su questi attori essenziali in neurobiologia. Gli agenti neurotossici possono inoltre colpire cellule neuronali influendo sulla loro capacità di sintetizzare le proteine nella loro conformazione nativa. Le proteine mal conformate tendono ad accumularsi dentro o attorno la cellula, ad aggregarsi e a formare delle fibre, placche o grovigli che forzano la cellula a suicidarsi o influenzano la comunicazione tra cellule. I morbi di Parkinson, Alzheimer o di Creutzfeldt-Jakob (variante umana della mucca pazza) e più di altre venti forme di demenza che appartengono alla famiglia delle “ malattie conformazionali” possono risultare dalla produzione di proteine mal replicate. Testare le sostanze rispetto alla loro capacità di indurre la cattiva riproduzione delle proteine, direttamente utilizzando geni reporters, è una necessità urgente, se si considera il gran numero di pazienti anziani e, sempre di più, le persone con meno di 40 anni che soffrono di malattie conformazionali debilitanti.
L'infiammazione è contemporaneamente la risposta normale del corpo ai patogeni e un intermediario chiave di stati quali l'allergia, l'asma o l'artrite , che possono essere indotti da sostanze chimiche. La serie di segnalazioni della risposta infiammatoria è propagata attraverso la secrezione di piccole glicoproteine (citochine) e il loro legame con recettori di cellule bersaglio. I chip di DNA aventi decine di geni di citochine umane coinvolte nella risposta infiammatoria e geni dei loro recettori, sono disponibili e permettono di valutare l'immunotossicità.
Per tener conto del polimorfismo umano, cioè delle differenze notevoli constatate tra i diversi individui, può essere considerato l'utilizzo di chip di DNA specifici per ogni classe, che permetterebbero inoltre di elencare le sostanze particolarmente pericolose o, al contrario, sicure per i componenti della classe. Per esempio, un polimorfismo umano importante si trova nella famiglia dei citocromi p450, enzimi del metabolismo delle sostanze che svolgono, giustamente, un ruolo importante nella suscettibilità alle differenti sostanze chimiche. Questo polimorfismo potrebbe spiegare perché alcune persone sono colpite dagli effetti secondari di un certo farmaco mentre altre non sono sensibili ad essi.
Numerose cellule ricevono segnali esterni (ormoni) che trasducono (traducono) e in risposta ai quali svolgono una certa operazione piuttosto che un'altra. I recettori abbinati alla proteina G, per esempio, costituiscono una grande famiglia di ricettori di superficie coinvolti nella trasduzione del segnale. Essi sono attivati da una grande varietà di prodotti chimici e dalla maggior parte dei farmaci. Di nuovo, i chip di DNA aventi centinaia di geni umani coinvolti nella trasduzione del segnale possono porre in evidenza l'azione delle sostanze su questi geni.
La trasformazione della matrice cellulare (il sostrato al quale si attaccano le cellule, attraverso le molecole d'aderenza, per aiutare nella definizione della forma, struttura e funzione del tessuto) quando è esposta ad una sostanza, può essere controllata attraverso il profilo d'espressione delle molecole coinvolte nell'interazione cellula-cellula e cellula-tessuto, come le molecole d'aderenza cellulare (integrine, caderine, catenine, selectine), le proteine della matrice extracellulare (lamine, fibronectina, fibrinogeno), le proteasi e gli inibitori della proteasi. Le reti di DNA sono disponibili per controllare l'espressione di centinaia di geni coinvolti, i quali forniscono informazioni valide sull'effetto di una sostanza nelle tappe primarie dello sviluppo del tessuto e dell'organo.
Riassumendo, utilizzando tecniche basate sulla tossicità molecolare, possiamo ottenere una visione chiara del meccanismo per cui la sostanza o il prodotto è pericoloso, a quale dose la cellula può resistere e, ancora più importante, l'effetto a lungo termine sulla cellula. L'esperienza richiede in media alcuni giorni, può essere effettuata in grandi insiemi paralleli di screening ( diversi tipi cellulari o dosi, per esempio) è relativamente economica, facile da standardizzare e necessita piccole quantità di sostanza (importante nei test dei farmaci). I risultati sono quantitativi, riproducibili e, ancora di maggior importanza, sono validi per la specie che ha fornito le cellule. Questi punti rappresentano dei vantaggi scientifici ed economici certi, anche se sono necessarie competenze tecniche d'avanguardia per la maggior parte di questi metodi.

Tossicità a livello dell'organo, del tessuto e sistemico
Stimiamo che la valutazione del rischio tossico attraverso approcci molecolari e cellulari può essere estesa in maniera praticamente affidabile all'organo, al tessuto e a livello sistemico. Tuttavia la bassa incertezza restante deve ancora essere ridotta, in particolare per i farmaci e i prodotti ai quali i consumatori sono esposti per lunghi periodi o a dosi elevate ( additivi alimentari, pesticidi). In alcuni casi, il prodotto può essere testato su tessuti o sezioni dell'organo. A causa di problemi di fornitura e di degradazione rapida delle sezioni, questi test sono difficili da effettuare di routine. Risulta più facile affidarsi a metodi non invasivi su alcuni volontari umani in caso di test clinici rigorosi per controllare l'effetto del prodotto sul tessuto o l'organo nel funzionamento in situ. Le tecniche di imaging (MRI, PET, scan, ecc.) hanno un valore particolare dato che permettono d'identificare l'organo colpito e di visualizzare il metabolismo e l'eliminazione del prodotto. Informazioni complementari valide per il funzionamento di organi particolari possono essere ottenute attraverso test biochimici e biomedici standard.

Vantaggi della tossicità scientifica in rapporto alla valutazione della tossicità basata su animali
Come dimostrato precedentemente, le reazioni biologiche degli individui di una specie data sono unici. Gli individui di specie diverse possono, all'occasione, avere delle risposte grossolanamente simili quando sono esposti allo stesso prodotto tossico, ma non bisogna farsi ingannare da questi fenomeni casuali.
Il meccanismo per cui un prodotto induce una reazione patologica può essere molto diverso in specie differenti. Tra i farmaci utilizzati, il 60% sono metabolizzati, negli uomini, dallo stesso membro della famiglia dei citocromi p450, ma molti membri diversi di questa famiglia di
enzimi sono presenti nelle scimmie, cani e roditori. La tossicologia scientifica, identificando precisamente i geni sollecitati nella reazione alla sostanza, permette di dedurre il meccanismo d'azione di tale sostanza.
Inoltre, gli effetti a lungo termine presso gli umani sono impossibili da valutare in una specie con un’aspettativa di vita più breve. Nei topi, lo sviluppo spontaneo del cancro comincia all'età di 10 mesi, mentre nell'uomo inizia in generale dopo i 40 anni, e i meccanismi che favoriscono il cancro sono molto diversi in ogni specie. La suscettibilità al cancro dei differenti ceppi di topi può variare fino a 100 volte, alcuni ceppi tollerano, senza effetti manifesti della malattia, dosi di estrogeni molte volte superiori a quelle che ammalano altri ceppi. Anche se le risposte grossolane di due specie diverse si somigliano a breve termine, il meccanismo soggiacente che determina il risultato a lungo termine è molto verosimilmente differente e può dunque condurre a risultati molto diversi nel corso degli anni.

Vantaggi per le parti interessate
Il vantaggio più evidente sarà la sicurezza del consumatore. Identificando i prodotti che favoriscono il cancro, la prevenzione sarà sicuramente migliorata. Stimiamo che l'ammontare della morbilità per il cancro sarebbe così dimezzata tra i tre e i cinque anni successivi. La valutazione affidabile della tossicità dei farmaci potrebbe salvare decine di milioni di vite ogni anno. Le sostanze neurotossiche (l'80% degli insetticidi sono neurotossici per gli insetti, cosa accede negli uomini?) potrebbero essere identificati e ritirati dal mercato, prevenendo i danni nello sviluppo neuronale dei bambini (secondo l'FDA, l'insetticida rotenone provocherebbe tali danni). Il rilevamento e la rimozione di interferenti endocrini eviterebbe allo stesso tempo lo sviluppo anomalo degli organi sessuali e la maggior parte dei cancri indotti dagli ormoni ( seno, ovaie, prostata).
Una migliore tutela del consumatore condurrebbe ad una riduzione immediata dei costi socio-economici risultanti dalle malattie, i cui tassi sono attualmente in pieno aumento nei paesi dell'Unione europea.
L'industria riscontrerebbe numerosi vantaggi dalla tossicità scientifica. Gli esperimenti impiegano pochi giorni in media, sono relativamente poco costosi, facili da standardizzare e necessitano di quantità infime di prodotto da testare. La comprensione del meccanismo dell'effetto tossico può permettere ai chimici di modificare il prodotto per annullare o ridurre la sua tossicità ( con l'aiuto di modelli di relazione struttura-attività, per esempio) o per migliorare la sua qualità- e l'immagine del produttore!
Benché delle competenze tecniche avanzate siano necessarie per la maggior parte dei metodi di tossicologia scientifica e l'attrezzatura di laboratorio richiesta sia costosa, tutto ciò sarebbe più che controbilanciato dai vantaggi scientifici, economici e per la salute pubblica. Inoltre, sarebbe possibile realizzare risparmi di grande scala.
La tossicologia scientifica può applicarsi a qualsiasi specie e può quindi essere utilizzata per valutare le tossicità ambientali in tutte le specie animali o vegetali.
Evitando il sacrificio di milioni di animali, la tossicologia scientifica soddisferebbe le associazioni per la protezione animale.
Infine, l'attuazione di metodi di tossicologia scientifica migliorerebbe l'immagine dell'Unione europea, contemporaneamente all'interno dei paesi membri (i consumatori sarebbero riconoscenti per una migliore protezione della loro salute) e all'esterno, in quanto l'Unione potrebbe indicare la via per affrontare in modo più efficace i problemi di salute ambientale in tutto il mondo.

Come attuare la tossicologia scientifica nell'Unione europea?
Una strategia per introdurre la tossicologia scientifica potrebbe essere basata sulle seguenti tappe:
1. Elaborare un programma dettagliato di tossicologia scientifica. Per questo, creare e finanziare un comitato di specialisti. I ricercatori di Antidote Europe, che hanno già organizzato dei convegni internazionali su questo progetto, sono disponibili a portare le loro esperienze e a rinnovare i contatti con numerosi loro colleghi, nei diversi paesi, che non si sono fermati nel perseguire il miglioramento di queste tecniche negli anni passati.
2. Finanziare e mettere in atto un laboratorio pilota europeo di tossicologia scientifica
3. Finanziare e formare dei tossicologi. Organizzare un corso di formazione che vada dai 6 agli 8 mesi in un laboratorio pilota per laureandi e i post-laureati di tutti i paesi europei, con conferenze e corsi tenuti dagli specialisti di ogni tecnica.
4. Incoraggiare tutti i paesi dell'Unione europea ad allestire dei laboratori pilota e dei centri di formazione.
5. Incoraggiare le iniziative industriali di conversione alla tossicologia scientifica
6. Pubblicare delle direttive che stabiliscano che tutti i nuovi prodotti posti sul mercato debbano essere testati con metodi di tossicologia scientifica, a livello molecolare e cellulare per i prodotti per i quali l'esposizione è limitata, e a livello di tessuti e organi (in particolare fegato e reni) e sistemico per quei prodotti per i quali l'esposizione è massiccia (farmaci, additivi alimentari, pesticidi). I prodotti già sul mercato dovrebbero essere testati con metodi di tossicologia scientifica entro tre o cinque anni. Quelli che non superassero i test dovrebbero essere ritirati.

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