“Aspetti gestionali e applicativi dell’uso dei primati non-umani in sperimentazione biomedica”

Augusto Vitale Dip. Biologia cellulare e Neuroscienze

Istituto Superiore di Sanità 

Scaletta

• Modelli animali

• I primati non umani

• Primati non umani e sperimentazione animale

• Primati non umani e lo studio della malattia di Parkinson

Per sperimentazione animale si intende l’utilizzo di animali a scopi scientifici.

Il tipo di sperimentazione può essere sia applicativo che di base.

La sperimentazione di base riguarda la conoscenza generale su un particolare aspetto della vita dell’animale che si sta studiando.

La ricerca applicativa riguarda l’utilizzo dell’animale come modello, cioè come mezzo per comprendere meglio una qualche caratteristica biologica di un’altra specie, generalmente quella umana.

Un modello animale rappresenta una condizione che permette di studiare fondamentali processi biologici e comportamentali. Oppure può essere utilizzato per provocare un processo patologico che assomiglia, perlomeno per certi aspetti, allo stesso processo patologico osservato nella specie umana o in altre specie

Il modello animale è un concetto relativo

Validity of the Animal Model

• Face Validity

• Construct Validity

• Predictive Validity

Validity of an animal model of disease (construct, face and predictive validity)is largely influenced by animal well-being. Stress and sufference may profoundly interfere with several physiological parameters in all fields of translational research.

Welfare of animals used in translational research is not only an ethical requirement but it is also a scientific requirement.

Darwin

                                                          

Aplysia californica, a free moving animal; Scale: 4 cm.Moroz et al, submitted ®

Roditori

Topi e Ratti

Sistematica• Proscimmie

Sistematica• Proscimmie

• Antropoidee (Platarrine, Catarrine, Hominidi)

• Orango (Pongo pygmaeus)

Numero di primati non umani utilizzati in sperimentazione in EU in 2005

• Proscimmie 677

• Scimmie del Vecchio Mondo 1564

• Scimmie del Nuovo Mondo 8210

• (7004 individui in studi di tossicologia)

I primati non umani devono provenire da allevamenti dove vengono fatti riprodurre per la ricerca, e possono essere usati solo in procedure che sono "carried out in relation to life-threatening or debilitating clinical conditions in human beings."  Si afferma chiaramente che questo tipo di ricerca include ricerca di base biologica e comportamentale. E’ permessa anche ricerca che ha come fine la conservazione della specie.

I soggetti sperimentali devono essere devono essere figli di genitori nati in cattivita’ a partire dalle seguenti date: “Marmosets - as soon as Member States apply the directive. Cynomolgus and Rhesus macaques - 7 years after Member States apply the directive; All other primates - 10 years after Member States apply the directive.”

L’uso delle Grandi Scimmie è proibito, però è possibile ottenere il permesso di utilizzarle, se la ricerca favorisce la conservazione della specie oppure se, con il permesso della Commissione Europea, se la ricerca è in relazione diretta con “unexpected outbreak of a life-threatening disease”

Uso dei primati non umani in sperimentazione

• Tossicologia

Raccomendations of Home Office

• Use of a well characterised species may be quicker and require fewer animals;

• unknown and contradictory neurophysiological

sensitivity, meant to reflect differences in suffering of the species;

• public perception;

• limited availability in early stages requesting small size animal to allow fast developments of new pharmaceutical for serious medical condition.

Uso dei primati non umani in sperimentazione

• Tossicologia

• Malattie infettive (Tubercolosi, Malaria, AIDS)

• Neuroscienze

Neuroscienze dei primati non umani

Replacement

• Tossicologia

• Malattie infettive

• Neuroscienze

I primati non umani e lo studio della malattia di Parkinson

Replacement

“any scientific method employing non-sentient material which may, in the history of experimentation, replace methods which use conscious living vertebrates”

(Russell and Burch, 1959)

Reduction

“reduction in the number of animals used to obtain information of a given amount and precision”

(Russell and Burch, 1959) 

“Any approach which avoids or minimises the actual or potential pain, distress and other adverse effects experienced at any time during the life of the animals involved, and which enhances their wellbeing”

(Buchanan-Smith et al,2005)

 

Refinement

Possiamo e come applicare il modello delle 3Rs all’uso dei primati non umaninello studio della malattia di Parkinson?

Replacement

• Total Replacement

• Relative Replacement

“Although rodents have been widely used to study the effects of MPTP, non-uman primates appear to express a wide variety of neuropathologic features in response to MPTP and are, of course, much closer to humans from a phylogenetic standpoint”

(Forno, 1996)

Reduction

L’uso dei primati non umani in studi di neuroscienze è caratterizzato da un numero basso di soggetti sperimentali

Refinement• Rinforzo positivo (spostamenti, iniezioni…)

• Sedie di costrizione

• Arricchimenti ambientali

• Registrazioni multiple di attività neuronali

• Telemetria

Conclusions

Compared with Replacement and Reduction, perhaps not surprisingly, Refinement appears to be the “R” easier to implement in PD studies utilising non-human primates. The effort in actively improving the level of welfare of monkeys utilised in PD studies must be directed to all of the phases of the life of an individual: pre-, during and post-treatment. And this effort will result in an improvement of the quality of the life of the animal as well of the quality of the research as well.

(Vitale et al, 2008)