Nuove metodologie per rimpiazzare i test cosmetici sugli animali

I produttori di cosmetici stanno sviluppando alternative innovative alla sperimentazione sugli animali per dimostrare la sicurezza dei prodotti, tra cui studi in vitro e analisi struttura-funzione computerizzate. Questi nuovi metodi, oltretutto, sono più rapidi, più affidabili e più economici dei test sugli animali.

I produttori e i fornitori di cosmetici per il mercato UE sono tenuti a dimostrare che i propri prodotti non recano danni alla salute umana se usati in condizioni ragionevolmente prevedibili. Tale requisito è conseguenza della direttiva sui cosmetici del 1976, che non prevede esplicitamente la sperimentazione sugli animali. Eppure, fino a tempi piuttosto recenti, questa è stata la modalità standard utilizzata per valutare la possibilità che prodotti e ingredienti provocassero uno qualsiasi di una lunga serie di effetti indesiderati, dalla tossicità acuta fino a eventuali danni per le generazioni future.

Il settimo emendamento alla direttiva sui cosmetici, adottato nel 2003, prendeva le mosse dall’opinione generale dei cittadini secondo cui la sperimentazione sugli animali non era opportuna per i cosmetici, ma giustificabile nel caso dei farmaci e di altri prodotti chimici potenzialmente nocivi. La direttiva vieta la sperimentazione sugli animali dei prodotti finiti (in vigore dall’11 settembre 2004) e proibisce i test degli ingredienti cosmetici sugli animali qualora la legislazione UE convalidi e adotti metodologie alternative. La scadenza ultima dell’11 marzo 2009 sarà valida anche nel caso in cui non siano state sviluppate, per allora, forme di sperimentazione alternativa.

Esiste anche un divieto di commercializzazione dei prodotti testati sugli animali (applicabile dall’11 settembre 2004 o dal momento in cui siano convalidati e adottati metodi alternativi, oppure ancora entro l'11 marzo 2009 al più tardi), con l'eccezione di tre aree di indagine in cui lo sviluppo di alternative richiederà inevitabilmente tempi più lunghi (i test alternativi sulla tossicità a dose ripetuta, sulla tossicità riproduttiva e sulla tossicocinetica non dovranno essere introdotti obbligatoriamente prima dell’11 marzo del 2013, o più tardi qualora insorgessero problemi tecnici).

Convalida
Chi decide se un metodo alternativo è in grado di garantire la sicurezza di un prodotto o è affidabile quanto i test tradizionali?
Nell’UE questo compito è affidato al Centro europeo per la convalida dei metodi alternativi (ECVAM, European Centre for Validation of Alternative Methods), parte del Centro comune di ricerca di Ispra (VA). Dal 1992, l’ECVAM si concentra sullo sviluppo e sulla convalida di metodi di sperimentazione alternativi, per evitare, ridurre e perfezionare l’impiego di animali da laboratorio. Il centro lavora su metodi in vitro, che utilizzano colture cellulari e tissutali, e in silico, con modelli computerizzati basati sulla relazione tra la struttura chimica e l’attività biochimica, fisiologica e biocinetica, ovvero relazioni struttura-attività di tipo quantitativo (QSAR, quantitative structure activity relationships).

I metodi alternativi sviluppati e convalidati dall'ECVAM sono poi adottati nella legislazione UE, a opera dell'unità Prodotti farmaceutici e cosmetici della DG Imprese e Industria, che ha un ruolo di primo piano nello sviluppo di politiche in materia(1). Oltre a entrare nel diritto comunitario, i nuovi metodi vengono presentati all'OCSE e, se accettati, diventano linee guida internazionali valide per i 30 Stati membri dell'organizzazione e per molti paesi terzi.
Il Dott. Thomas Hartung dell'ECVAM spiega: “Il nostro obiettivo finale è che i test da noi convalidati diventino parte delle metodologie accettate dall'OCSE. Per questa ragione abbiamo accolto con gioia il successo dello scorso anno, quando le prime alternative complete alla sperimentazione sugli animali sono state accettate a livello dell'OCSE(2). Una volta effettuati i test in accordo con le linee guida dell’OCSE e con i suoi principi relativi alle buone pratiche di laboratorio, i risultati devono essere accettati da altri paesi. Questa mutua accettazione evita alle imprese di dover ripetere esperimenti per ottenere l’autorizzazione a commercializzare i prodotti all’estero”.

L’OCSE, da parte sua, conduce solo un numero limitato di studi di validazione su metodi alternativi, ma lavora fianco a fianco con l’ECVAM e con il suo equivalente americano, l’ICCVAM (Interagency Coordinating Committee on the Validation of Alternative Methods). Anche il Giappone sta dando vita a un centro di convalida nazionale, e si auspica che i primi passi mossi dai ricercatori nipponici in quest’ambito possano potenziare il coordinamento a livello internazionale.

Lo sprone delle imprese
L’ECVAM coordina gli sforzi profusi dalle aziende nello sviluppo di metodi alternativi per far sì che le scadenze UE per la sostituzione dei test sugli animali siano rispettate. Le imprese stabiliscono quanti e quali test possono candidarsi alla convalida. In alcuni casi, l’ECVAM prende parte agli studi di validazione. Solitamente, la convalida di un nuovo metodo di sperimentazione richiede tre anni e costa circa 300.000 dollari (attorno ai 250.000 euro). “Le aziende cosmetiche partecipano attivamente attraverso COLIPA, l’associazione europea dei produttori di cosmetici, profumi e articoli da toeletta", continua Hartung. “Molti sono interessati a essere coinvolti sin dalle fasi iniziali perché in tal modo potranno utilizzare queste metodologie innovative per test preventivi e per l’individuazione e l’identificazione di agenti anche prima che i test diventino obbligatori. I metodi alternativi promettono maggiore produttività, costi ridotti e una più ampia accettazione da parte del pubblico: in sostanza, offrono vantaggi concreti sul mercato”. Attraverso la DG Imprese e Industria della Commissione e grazie all’impulso delle imprese del settore, l’ECVAM presenta un rapporto annuale al Parlamento europeo e al Consiglio dei ministri, in modo da inviare un segnale di allerta tempestiva nel caso gli avanzamenti si rivelassero troppo scarsi rispetto alle scadenze.

Fiducia nelle nuove tecnologie
È stato costituito un gruppo ad hoc (composto da rappresentanti dell’industria cosmetica, delle associazioni animaliste e per la tutela del consumatore, del mondo accademico, dell'UE e dell'OCSE) incaricato di analizzare la situazione dello sviluppo di metodi alternativi in 11 aree tossicologiche cruciali e di stimare il tempo necessario per una sostituzione completa dei test cosmetici sugli animali(3):
tossicità acuta
irritazione e corrosione della cute
irritazione oculare
sensibilizzazione cutanea
assorbimento cutaneo e penetrazione
tossicità subacuta e subcronica
genotossicità e mutagenicità
effetti tossici UV-indotti
tossicocinetica e metabolismo
carcinogenicità
tossicità riproduttiva e dello sviluppo

In aree quali l’assorbimento cutaneo, la corrosione cutanea e la fototossicità acuta, gli effetti sulla salute umana possono già essere valutati attraverso metodi alternativi in vitro. Sono in corso di convalida i test alternativi per l'irritazione oculare e cutanea, mentre quelli per la tossicocinetica e il metabolismo richiederanno tempi più lunghi.
In altri ambiti, quali la sensibilizzazione cutanea (vedi riquadro), ci si attende molto dai metodi in silico. ”È una tecnologia in rapida espansione, proprio perché le funzioni dei computer si sviluppano con una velocità impressionante", commenta Hartung. “Entriamo in un’era in cui la capacità dei computer di prevedere i possibili effetti tossici di un agente chimico sulla base della sua struttura non conoscerà limiti. Ma i primi metodi sono sottoposti soltanto ora a convalida". Una conseguenza squisitamente pratica dello sviluppo di metodi di sperimentazione alternativa è la nascita di un servizio commerciale assolutamente nuovo, che mette a disposizione strutture o kit portatili per i test in vitro sull'irritazione oculare o la sensibilizzazione cutanea. Ora si sta pensando di utilizzare anche i test e i prodotti dell’ingegneria tissutale originariamente sviluppati a scopo terapeutico per la sperimentazione preventiva.
La convalida dell'ECVAM mira a mantenere il livello di sicurezza dei prodotti dimostrando che questi nuovi metodi alternativi sono all'altezza del compito, si tratti di sperimentazioni in vitro, in silico, o di test perfezionati sugli animali. Normalmente si fa riferimento ai dati storici sugli animali. In un certo senso, quindi, i metodi alternativi convalidati sono degni di maggior fiducia rispetto ai test tradizionali (non convalidati) sugli animali, sebbene l’efficacia di questi ultimi sia dimostrata dall'esperienza.

Il punto di vista dell’industria
I cosmetici, i profumi e gli articoli da toeletta costituiscono una parte significativa dell'industria chimica, con vendite al dettaglio annuali che sfiorano i 60 miliardi di euro in Europa occidentale e i 190 miliardi di euro nel mondo(4). L’associazione europea del settore, COLIPA, con 30 associazioni nazionali di categoria membro o alleate e 23 multinazionali, sostiene attivamente lo sviluppo e l’impiego di metodi di sperimentazione alternativa.
Attraverso il comitato direttivo COLIPA sulle alternative alla sperimentazione animale (SCAAT, Steering Committee on Alternatives to Animal Testing), molte aziende membro hanno recato un contributo prezioso alla ricerca e alla sperimentazione. Tra queste, il secondo produttore mondiale di beni di consumo, Procter and Gamble, i cui interessi abbracciano tanto i prodotti per la casa e l'igiene quanto la salute, la cura degli animali e la cosmetica.

Proprio in virtù di questo ampio ventaglio di offerte, P&G è interessata allo sviluppo di metodi alternativi non soltanto per i cosmetici, ma anche per altri tipi di prodotti chimici che dovrebbero essere testati in accordo con la proposta REACH (Registration, Evaluation and Authorisation of CHemicals)(5) per la registrazione, la valutazione e l’autorizzazione delle sostanze chimiche. Ciò richiederà dati di valutazione chimica per circa 30.000 sostanze prodotte in quantità superiori a una tonnellata annua, e per la maggior parte di esse saranno utilizzati metodi alternativi.
“La cosa più importante riguardo ai test alternativi", afferma il Dott. Lee Bansil di P&G, "è il fatto che non sono specifici per un unico prodotto. I metodi sviluppati e convalidati dall’ECVAM potranno essere utilizzati in ogni settore. Questo per noi è di grande aiuto, perché possiamo applicarli trasversalmente alle nostre attività".

Il bernoccolo degli affari
“I metodi di sperimentazione alternativa sono vantaggiosi anche dal punto di vista dell’impresa”, continua Bansil. “Come scienziati preferiamo ovviamente non fare ricerca sugli animali, ma le alternative sono anche molto più rapide, meno costose e più facilmente riproducibili. Dal momento che lo sviluppo di molti dei nostri prodotti richiede tempi assai lunghi, come accade per i farmaci, qualsiasi cosa possiamo fare per accelerarlo è positiva dal punto di vista dell’impresa". Procter and Gamble, da sola, ha investito 190 milioni di dollari, contribuendo allo sviluppo di oltre 50 metodi alternativi.
Le aziende del settore stanno collaborando attivamente per vincere la sfida dello sviluppo di metodi alternativi efficaci. Tutte le più grandi aziende considerano questi primi avanzamenti non proprietari e, una volta convalidati dall’ECVAM, i metodi saranno a disposizione di tutti. Ma la partecipazione al processo di sviluppo offre all’azienda un vero e proprio vantaggio competitivo.
“Siamo tutti di fronte alle stesse sfide, e non ha senso che un’azienda agisca da sola. Questo è un eccellente esempio di avvicinamento e collaborazione tra aziende dello stesso settore", afferma Bansil. “Un coinvolgimento tempestivo, tuttavia, garantisce una maggiore comprensione, poiché permette di adeguare i test alle sostanze chimiche utilizzate e consente agli scienziati di impratichirsi con essi. Se adattati in modo da facilitare le tecniche di screening(6), specifiche per determinate aziende, l’analisi QSAR o le tecniche in vitro possono ridurre di mesi i tempi di sviluppo di un prodotto, consentendo inoltre di individuare una molecola con una determinata caratteristica o funzione in modo rapido e scientificamente preciso".

Mutamenti nelle pratiche
L’adattamento delle attività di un’azienda ai metodi di sperimentazione alternativa comporta evidentemente dei mutamenti nei modelli lavorativi ed eventualmente investimenti in personale e attrezzature. “La prima sfida nello sviluppo di nuovi metodi è comprendere il meccanismo della tossicità, per poi individuare che tipo di test in vitro possa essere sviluppato in modo da garantire una previsione riproducibile e accurata degli effetti tossici negli animali e, in ultima istanza, nell'uomo", afferma il Dott. Robert Lindenschmidt di P&G. “Le conoscenze necessarie a questo scopo sono le stesse per tutti i prodotti. Una volta convalidati i metodi, tentiamo di tradurli in pratica il più rapidamente possibile, per ragioni finanziarie".
“In un certo senso, l’Europa deve il suo ruolo di punta al sostegno che riceve dalla Commissione perché questi metodi siano esaminati e accettati, non solo in Europa, ma anche dall'OCSE a livello mondiale", aggiunge Bansil. “Si tratta di un aiuto prezioso per il settore, perché evita di dover ripetere gli stessi test".

Insegnamenti per gli altri settori
Cellule epiteliali in vitro: coprono l’intera superficie del corpo (costituiscono la cute) e rivestono e avvolgono gli organi© Commissione europea, 2005Questi mutamenti nella pratica delle aziende cosmetiche e in generale delle industrie chimiche sono il risultato di una combinazione di fattori: gli obiettivi in materia di sanità, sicurezza e ambiente dei legislatori, la pressione delle organizzazioni animaliste e dell‘opinione pubblica e la propensione del settore per prodotti migliori, più efficienti e più accettabili. L’esperienza in questo settore potrebbe avere implicazioni in altri ambiti che si trovano di fronte a sfide simili?

Secondo Bansil, “abbiamo bisogno di metodi nuovi e alternativi per garantire benefici alla nostra società. Iniziative come questa spesso spianano la strada a svolte inaspettate, proprio come il progetto genoma umano e la relativa modellizzazione su computer hanno condotto ad avanzamenti nell’industria farmaceutica impensabili fino a dieci anni fa”.

(1) http://pharmacos.eudra.org/F3/cosmetic/cosm_intro_NEW.htm(2) Si tratta di due metodi di sperimentazione per la corrosione cutanea (danno cutaneo permanente). Finora sono stati convalidati tre test in vitro basati su tali metodi, oltre a uno per la valutazione del potenziale fototossico del danneggiamento cellulare e a un quarto test per l'assorbimento e la penetrazione cutanei delle sostanze chimiche.(3) Eskes, C. & Zuang, V. (2005), Alternative (Non-animal) Methods for Cosmetics Testing: Current Status and Future Prospects. ATLA Vol. 33, Supplemento 1.(4) Dati: COLIPA, the European Cosmetic, Toiletry and Perfumery Association.(5) http://ec.europa.eu/enterprise/reach/index_en.htm(6) Valutazione iniziale del potenziale di una sostanza per l’uso cui è destinata o per gli effetti indesiderati.
L’irritazione oculare si valuta tradizionalmente con il test Draize, basato sull’introduzione di sostanze sperimentali negli occhi dei conigli. Sono ora in fase di sviluppo o di pre-convalida 14 test in vitro alternativi che utilizzano, ad esempio, cornee bovine o uova di gallina. I sei più promettenti, alcuni dei quali sono già accettati dalle autorità UE per la classificazione di agenti gravemente irritanti, dovrebbero essere convalidati entro quattro anni. I test sugli animali per l’irritazione oculare dovrebbero essere completamente sostituiti entro sei anni.
I test per la valutazione della sensibilizzazione cutanea sono sviluppati secondo due linee distinte, ovvero i modelli in vitro e i sistemi QSAR. I sistemi in silico sono i più avanzati, e ci si attende una convalida entro cinque o sei anni. Alcuni sistemi cellulari in vitro sembrano rispondere all'azione degli agenti di sensibilizzazione cutanea, ma sono necessari ulteriori indagini e perfezionamenti.

La reazione in vivo è complessa e per coprire tutte le fasi della sensibilizzazione saranno necessari più test alternativi per sostituire la sperimentazione sugli animali.
Gli studi sulla tossicocinetica e il metabolismo rivelano come una sostanza è assorbita dall’organismo, distribuita in esso, metabolizzata ed escreta. Il gruppo ad hoc sui metodi alternativi ha proposto un approccio tripartito, basato su una combinazione di metodi in vitro e in silico. La fase 1 valuta l'assorbimento orale, cutaneo e respiratorio, la fase 2 prevede una serie di test su metabolismo e accumulo, mentre la fase 3 valuta la tossicità. Soltanto un risultato positivo nella fase 1 può innescare la fase 2. I test di assorbimento potrebbero essere disponibili in otto anni e i test metabolici in cinque, ma una sostituzione totale dei test sugli animali richiederà probabilmente oltre dieci anni.