Gli esseri umani non sono uguali agli animali. Come si possono tuttavia trasferire all'essere umano i risultati degli esperimenti sugli animali?

Gli esseri umani sono evolutivamente imparentati a tutti gli animali di questo mondo. Questo significa che gli esseri umani e gli animali hanno antenati comuni e quindi condividono anche varie somiglianze biologiche. Naturalmente, il grado di parentela non è ugualmente pronunciato in tutti gli animali e sotto tutti gli aspetti. Nelle scimmie come gli scimpanzé o i gorilla, è in media maggiore che negli invertebrati come i vermi filiformi o i moscerini della frutta. Ma in tutti gli animali si trovano strutture biologiche e processi fisiologici che si conservano anche nell'essere umano. Per esempio, il processo di "morte cellulare programmata", che gioca un ruolo essenziale nello sviluppo del cancro, è stato scoperto in nematodi di dimensioni millimetriche - nel 2002, è stato persino premiato con il Nobel [1].

Tuttavia, lo stesso esperimento può portare a risultati diversi in diverse specie animali, perché alcuni processi metabolici hanno luogo in modo diverso. Un esempio di questo è il diverso effetto di diversi antibiotici in piccole specie animali come topi, ratti, cavie, conigli o criceti. Per esempio, la "penicillina" è tossica in quantità relativamente piccole per cavie e criceti, ma non per topi e ratti [2]. La giusta scelta dell'organismo modello è quindi essenziale e dipende da vari criteri. Un buon modello animale per la ricerca medica è il più simile possibile all'uomo, sia in termini di funzioni biologiche studiate che in termini genetici [3]. Tuttavia, la scelta di un modello animale è anche influenzata dalle conoscenze di base disponibili sulla specie animale, dalle possibilità metodologiche disponibili, da questioni di costi e di efficienza di allevamento o da considerazioni etiche.

Così, modelli animali ben consolidati e relativamente facili da allevare, come i roditori, il pesce zebra o i moscerini della frutta, sono usati più frequentemente di organismi più esotici o difficili da mantenere, come le lucertole, i piccioni o le cavallette [4]. I topi sono di gran lunga gli animali da laboratorio più utilizzati in Svizzera per una serie di ragioni [5]: sono, per esempio, simili agli esseri umani per molti aspetti, sia geneticamente che fisiologicamente; ci sono già un gran numero di modelli di malattie ben stabiliti che utilizzano i topi; possono essere tenuti in modo efficiente in termini di spazio e di costi; hanno un tempo di riproduzione relativamente breve; e sono legalmente classificati come evolutivamente inferiori ai primati [6]. Inoltre, i modelli basti sul topo vengono costantemente adattati alle nuove scoperte. Per esempio, l'"International Consortium on Mouse Phenotyping" si è posto l'obiettivo di catalogare la funzione di ogni gene e di allevare una nuova linea di topi per gene [7].

Prima di utilizzare una specie animale per modellare una malattia umana o un processo biologico sull’essere umano vengono spesso condotti esperimenti standardizzati su diversi animali da laboratorio per identificare un modello animale ben trasferibile. Un modello animale può essere creato in diversi modi. Quando le malattie umane si manifestano naturalmente negli animali, questi possono essere utilizzati direttamente come modelli animali. Un esempio sono le linee di topi che sono particolarmente suscettibili al diabete [8]. In altri casi, gli animali sono geneticamente modificati per sviluppare malattie simili a quelle degli esseri umani, o sono infettati con agenti patogeni che causano una particolare malattia che si verifica anche negli esseri umani. Di particolare interesse sono i modelli animali che sono immuni a certe malattie umane, poiché questi possono fornire importanti intuizioni su possibili approcci terapeutici [9]. Per esempio, i topi non possono essere infettati naturalmente con l'agente causale del COVID-19 (SARS-CoV-2) perché mancano di una specifica proteina di superficie cellulare [10]. Tuttavia, possono essere modificati geneticamente per aumentare le somiglianze con gli esseri umani. Sono stati quindi creati anche modelli di topo per COVID-19 utilizzando la proteina di superficie umana per permettere l'infezione e simulare meglio la progressione della malattia [11].

Maggiori informazioni sulla trasferibilità degli esperimenti sugli animali si possono trovare sul portale tematico "Tierversuche erklärt" dell'Accademia delle scienze naturali [12].

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