Definizione di modello animale

Un modello può essere definito come quella condizione che permette di studiare tutti i processi biologici e comportamentali di base, o in cui può essere studiato un processo patologico indotto, e nel quale il fenomeno assomiglia, almeno sotto un certo punto di vista, allo stesso fenomeno nell’uomo o in altre specie animali (Van derGulden et al., 1997). Gli animali, quindi, vengono impiegati come modelli per lo studio di processi biologici e comportamentali generali, ma anche per conoscere la causa, la natura e la possibile cura di malattie umane(ibidem).

3.1.1Tipologie

Per quanto riguarda quest’ultimo aspetto, cioè lo studio di malattie umane, i modelli animali impiegati possono essere suddivisi in quattro tipologie di modelli: indotti, spontanei, negativi, orfani. I primi due modelli sono i più importanti.fonte

Nei modelli animali indotti una malattia o un processo patologico vengono indotti sperimentalmente. Si interviene sia chirurgicamente che attraverso la somministrazione di sostanze attive dal punto di vista biologico, in modo da avere una condizione che assomigli a

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quella che si verificherebbe nella specie bersaglio per quanto riguarda l’aspetto sintomatologico ed eziologico. Negli anni sono stati sviluppati modelli per un gran numero di malattie e patologie umane interferendo sulle condizioni ambientali, sulla dieta, sullo stato endocrino, immunologico o infettivo degli animali (Van der Gulden et al., 1997).

Per modelli di animali spontanei di malattie umane si intendono quelli che sono caratterizzati da mutazioni genetiche spontanee. È possibile ottenere modelli spontanei di una data malattia sia da ceppi inbred (cioè geneticamente uniformi) che da popolazione outbred (cioè eterogenee), nel momento in cui all’interno di queste popolazioni vi è un’elevata percentuale di animali affetti da malattia (Van der Gulden et al., 1997).

A tal proposito centinaia di ceppi e colonie di animali che manifestano malattie spontanee, simili a quelle dell’uomo, sono stati caratterizzati e successivamente catalogati. Migaki ha pubblicato un catalogo di tutte le malattie metaboliche ereditarie finora note, in tutte le specie animali, dal topo alla rana. In altre parole, ha elencato ben 213 malattie causate da anomalie genetiche del metabolismo, e quindi non indotte sperimentalmente (cit. in Riva, 1986, 569 ).

I modelli negativi si caratterizzano per l’impiego di un ceppo, specie o incrocio nel quale una data malattia non viene sviluppata. Con ciò ci si riferisce anche ad un modello animale refrattario a certi stimoli, i quali solitamente, hanno effetto su altre specie o ceppi.

I modelli animali orfani sono quei modelli in cui, inizialmente, viene riconosciuta e studiata una malattia in una specie animale, sapendo che in futuro sarà possibile identificare uno stato patologico comparabile ad una malattia umana.

Va inoltre evidenziare l’importanza dello scegliere un modello animale che presenti una somiglianza uomo - animale che si limiti ad un solo aspetto del fenomeno oggetto di studio, poiché le maggior parte delle condizioni dello stato di malattia per l’uomo e l’animale raramente coincide. Difatti, per la valutazione dei differenti meccanismi coinvolti nel fenomeno in questione, è fondamentale l’impiego di differenti modelli, spontanei o indotti, della stessa condizione patologica (Van der Gulden et al., 1997).

Ciò si rivela cruciale anche per poter, in un secondo momento, estendere la maggior parte gli eventuali effetti all’uomo in accordo con il processo di estrapolazione. Tale processo, che si

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ripercuote maggiormente al momento della scelta del modello animale, viene attuato tenendo in considerazione il livello di estensione dei risultati che si otterranno all’essere umano. L’estrapolazione dei risultati ad altre specie, quindi, si basa sulla somiglianza, da un punto di vista evoluzionistico, delle strutture morfologiche e dei processi fisiologici fra diverse specie animali, incluso l’uomo. Ciò è riscontrabile anche nel fatto che esistono ancora molte similitudini tra le specie animali, nonostante il processo evolutivo ha prodotto una notevole differenziazione nella maggior parte delle caratteristiche specie-specifiche (Van der Gulden et al., 1997).

Ne consegue che, per lo studio di particolari caratteristiche in una specie sulla quale non può essere condotta una sperimentazione, è necessario selezionare le specie o i ceppi che siano il più possibile conformi e similari alle caratteristiche anatomiche o fisiologiche delle specie verso cui verranno estrapolati i risultati.(Van der Gulden et al, 1997).

L’estrapolazione, quindi, può assumere due differenti forme:

 l’estrapolazione qualitativa: si riferisce ai processi fisio-patologici di un animale e alle sue reazioni a stimoli che vengono estrapolati ad altri animali o all’uomo in generale;

 L’estrapolazione quantitativa: consiste nel determinare, sulla base di esperimenti su animali, il dosaggio di certi composti, che potrebbero essere benefici o pericolosi per la specie bersaglio o per l’uomo.

Il grado di stress e di dolore provato dall’animale durante la sperimentazione può influenzare notevolmente il processo d’estrapolazione. Quando si estrapolano i risultati nella stessa specie, una delle principali variabili riportate è rappresentata dallo stress dovuto alle procedure sperimentali. L’estrapolazione può anche dipendere dalle differenze di genotipo, di sesso, di età e dello stato fisiologico: l’effetto delle differenze nel genotipo è ancora più marcato quando i dati vengono estrapolati a un’altra specie o all’uomo (Van der Gulden et al., 1997).

I test sugli animali si sono molto utilizzati poiché hanno permesso una grossa riduzione dei rischi della sperimentazione sull’uomo: per fare un esempio a proposito, si possono

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considerare gli esperimenti sugli animali per testare la tossicità di farmaci e di sostanze chimiche usate in agricoltura, nell’industria o nella preparazione di alimenti. Questi esperimenti riducono i rischi legati all’uomo, anche se i dati ricavati non potranno mai garantire una sicurezza completa (Van der Gulden et al., 1997). Il rischio di estrapolazioni sbagliate può essere ridotto tramite l’impiego di diverse specie animali, come accade ad esempio negli screening tossicologici, in cui sono usate due specie: roditore e non-roditore.

Si delinea, invece, un maggior potenziale di estrapolazione di un modello animale quando le malattie oggetto di studio hanno un’origine comune fra uomo e animale da laboratorio (Van der Gulden et al., 1997).

I test sugli animali possono di certo aiutare il progresso della ricerca per combattere le malattie nell’uomo. L’osservazione dei fenomeni negli animali, di contro, fornisce idee per una ricerca più adatta e sicura per l’uomo.