Premi per giovani ricercatori nel campo delle 3R
I premi Young 3Rs Investigator Awards 2024 sono stati assegnati a Doris Zauchner (ETH Zürich) e Manon Murdeu (EMPA) per il loro eccezionale lavoro nel promuovere alternative alla sperimentazione animale rilevanti per l'uomo. La loro ricerca innovativa nella modellizzazione delle malattie rare e nella tossicologia riproduttiva esemplifica il principio delle 3R, riducendo l'uso di animali e migliorando al contempo la qualità e gli standard etici della scienza biomedica.
Doris Zauchner premiata per la sua attività pionieristica nella ricerca senza l'uso di animali nella modellizzazione delle malattie rare
Doris Zauchner, ricercatrice dottoranda presso il Dipartimento di Scienze e Tecnologie della Salute (D-HEST) del Politecnico federale di Zurigo (ETH), ha ricevuto il premio 3Rs Young Investigator Award per aver sviluppato un modello personalizzato e senza animali dell'osteogenesi imperfetta (OI), una rara malattia genetica che causa fragilità ossea. Il suo lavoro introduce una piattaforma all'avanguardia denominata "OI-on-a-chip", un sistema organoid-on-chip che riproduce il tessuto osseo umano utilizzando cellule derivate dai pazienti, incorporate in una matrice idrogel sintetica che non utilizza animali.
Tradizionalmente, la ricerca sull'OI si è basata su modelli animali quali topi, zebrafish e cani. Nonostante oltre 500 studi condotti negli ultimi due decenni e decine di sperimentazioni cliniche basate sulla ricerca animale, questi modelli spesso non riescono a cogliere la complessità e la variabilità dell'OI umana. L'alternativa di Zauchner, rilevante per l'uomo, colma direttamente questa lacuna. "Il nostro modello in vitro di osteogenesi imperfetta mira a fornire un'alternativa basata sull'uomo ai modelli animali per comprendere meglio la malattia ed esplorare potenziali trattamenti", ha affermato Zauchner. "Spero che strumenti come il nostro contribuiranno a far progredire la ricerca sulle malattie rare e a ridurre la dipendenza dai modelli animali in futuro". La piattaforma consente ai ricercatori di osservare come le cellule dei pazienti affetti da OI producono e organizzano il collagene, una proteina essenziale per la resistenza delle ossa, e come rispondono allo stress meccanico, imitando da vicino le forze che agiscono sulle ossa nel corpo umano. Questa capacità fornisce un'alternativa più accurata ed etica alla sperimentazione animale ed è in linea con il principio di sostituzione delle 3R.
Sviluppato in collaborazione con l'Ospedale pediatrico universitario di Zurigo (KISPI) nell'ambito dell'iniziativa SNF-NRP79 "Advancing 3R", il modello potrebbe supportare strategie terapeutiche personalizzate, ottimizzare i test preclinici e ridurre al minimo l'uso superfluo di animali. Generando dati affidabili e specifici per l'uomo nelle prime fasi della ricerca, l'innovazione di Zauchner migliora anche la progettazione degli studi nelle fasi successive. I revisori hanno elogiato il progetto come «un'applicazione solida e ben progettata che risponde a un'importante esigenza insoddisfatta nella ricerca sulle malattie rare», sottolineando che «l'impatto è chiaro: il modello sostituisce i tradizionali studi preclinici sugli animali nella fase iniziale della ricerca e riduce l'uso non necessario di animali fornendo dati umani più affidabili in anticipo».
Oltre all'OI, questa piattaforma basata sull'uomo potrebbe essere adattata ad altre malattie muscoloscheletriche e correlate alla matrice, tra cui l'osteoporosi e la fibrosi. Il lavoro di Zauchner rappresenta un passo significativo verso un futuro in cui le tecnologie personalizzate organ-on-chip guideranno una ricerca biomedica più predittiva ed etica.
Manon Murdeu vince il premio 3Rs Young Investigator Award per la sua scoperta rivoluzionaria nei test di sicurezza in gravidanza
Manon Murdeu, ricercatrice dottoranda presso il Particles-Biology Interactions Lab dell'Empa, ha ricevuto il premio 3Rs Young Investigator Award per aver sviluppato un rivoluzionario chip placenta-embrione, uno strumento innovativo basato sull'uomo per valutare gli effetti di sostanze chimiche, farmaci e nanoparticelle durante la gravidanza senza ricorrere all'uso di animali. Il suo lavoro colma una grave lacuna nella ricerca sanitaria: la mancanza di dati sulla sicurezza relativi agli effetti delle sostanze sulle donne in gravidanza e sugli embrioni in fase di sviluppo.
Attualmente, oltre il 90% dei farmaci approvati e la maggior parte delle sostanze chimiche presenti nell'ambiente non dispongono di dati affidabili sulla loro sicurezza durante la gravidanza. A causa di restrizioni etiche e legali, le donne incinte vengono raramente incluse nelle sperimentazioni cliniche. Di conseguenza, quasi tutti i test di tossicità dello sviluppo si basano ancora sulla sperimentazione animale, in particolare sui roditori, nonostante le significative differenze biologiche tra le specie. Ogni studio standard può coinvolgere centinaia di animali e, a livello globale, ogni anno ne vengono utilizzati decine di migliaia per questo scopo. Il modello di Murdeu offre un'alternativa interessante. Il suo chip coltiva insieme placenta umana e tessuto embrionale in un sistema semplice e senza pompe che imita l'interfaccia materno-fetale. Consente agli scienziati di studiare come le sostanze si trasferiscono attraverso la placenta e influenzano lo sviluppo iniziale, fornendo informazioni rilevanti per l'uomo che spesso i modelli animali non riescono a fornire. È importante sottolineare che il design intuitivo del chip lo rende accessibile ai ricercatori che non hanno una formazione specializzata in microfluidica. I revisori hanno elogiato il rigore scientifico e il potenziale di vasta portata del progetto: "Lo sviluppo riguarda un numero molto elevato di animali in tutto il mondo". "È incoraggiante vedere che il modello sta attirando l'attenzione degli stakeholder internazionali e si sta posizionando per una più ampia rilevanza normativa". "Sono particolarmente colpito dallo sforzo di colmare una significativa lacuna di dati nella valutazione della tossicocinetica e della tossicodinamica durante la gravidanza, un'area in cui mancano dati per la stragrande maggioranza dei farmaci approvati e delle sostanze chimiche ambientali". Murdeu afferma: "Ricevere questo premio è sia un onore che una motivazione per spingere i confini della ricerca sulla salute riproduttiva delle donne e, si spera, ispirerà altri giovani scienziati a sviluppare e migliorare nuove alternative basate sull'uomo ai modelli animali". Aggiunge: "Con il nostro modello miriamo a ottenere dati preclinici precoci per la valutazione dei rischi dei farmaci e delle nanoparticelle, contribuendo alla protezione delle donne in gravidanza e dei feti in via di sviluppo, riducendo al contempo la necessità di test approfonditi sugli animali".
Con il crescente interesse da parte della comunità scientifica e normativa, il chip placenta-embrione di Murdeu potrebbe diventare uno strumento di primo piano nei quadri internazionali di valutazione della sicurezza. Il suo lavoro è destinato a ridurre in modo significativo l'uso di animali nei test di tossicità dello sviluppo, migliorando al contempo la protezione della salute materna e fetale.
