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Il gruppo di ricerca delle Dott.sse Anna Maria Bassi e Susanna Penco svolgono, da quasi tre decenni, con la collaborazione della Direzione di Dipartimento, ricerca “in vitro”, e sostengono la diffusione del potenziale utilizzo dei modelli alternativi mediante la pubblicazione di manuali di Colture Cellulari e Metodi Alternativi, anche finanziati dalla Provincia, e l’organizzazione di corsi Teorico-Pratici di Formazione, accreditati ECM, provvedendo, infine, alla formazione di giovani tesisti, laureati, dottorandi e specializzandi.
Sempre più diffusa è la tendenza a far precedere, se non addirittura sostituire quando è possibile, la sperimentazione “in vivo” con i test “in vitro”. Ciò comporta da un lato l'utilizzo di modelli ben standardizzati e riproducibili, dall'altro implica una buona simulazione delle condizioni “in vivo”.

Il concetto di alternativa alla sperimentazione animale risale alla definizione elaborata da Russel e Burch nel 1959. Per ridurre il numero degli animali usati nella sperimentazione, l’Unione Europea (UE) persegue la politica delle tre “R”: Refinement, Reduction, Replacement. 
Con il termine "Refinement" (Raffinamento) si intende il miglioramento delle tecniche sperimentali, compiute pur sempre su animali, in modo da ridurre la loro sofferenza; in alcuni casi, si punta ad usare animali filogeneticamente meno evoluti. Con "Reduction” (Riduzione) si intende la diminuzione del numero di animali usati, o l'aumento di informazioni ottenute con lo stesso numero di animali. Infine, con "Replacement” (Rimpiazzamento) si intende la sostituzione dell'animale attraverso l'utilizzo di metodi alternativi.

Dal 1992 il 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),  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).

Dal 1° giugno 2007 è entrato in vigore il Regolamento REACH (Registration, Evaluation, Authorisation of Chemicals) (CE n. 1907/2006) che ha l’obiettivo di fornire tutte le informazioni sulle sostanze chimiche necessarie ad assicurare una migliore gestione dei danni e degli effetti nocivi sulla salute umana e sull'ambiente ad esse collegati, con la conseguente riduzione dei rischi anche attraverso la sostituzione delle sostanze maggiormente pericolose con altre meno pericolose, quando esistono alternative tecnicamente ed economicamente idonee.

Da marzo 2009 la legislazione UE vieta la commercializzazione dei prodotti cosmetici finiti testati sugli animali.

L’importanza dei modelli “in vitro” per la valutazione del potenziale biologico di svariati composti chimici è ormai indiscutibile.

Si definisce test “in vitro” una specifica categoria di metodi alternativi alla sperimentazione animale, che impiega sistemi biologici semplificati (colture cellulari) o sofisticati (colture di tessuti ricostruiti, organi), sistemi artificiali (modelli matematici, fisici, computerizzati, ecc).

Si definiscono test di tossicità generale i metodi che analizzano i parametri associati ad un’alterazione delle strutture o dei processi intrinseci a tutti i tipi di cellule, come la variazione della permeabilità di membrana (test dell’incorporazione o del rilascio di un colorante vitale come il rosso neutro, il rilascio dell’enzima lattico deidrogenasi, la funzione mitocondriale, la proliferazione cellulare).

La tossicità specifica prende in esame, invece, specifiche funzioni cellulari come la sintesi proteica, la produzione di citochine, l’espressione di altri marcatori specifici del tipo cellulare assunto come modello.

Le metodologie “in vitro” devono, quindi, impiegare modelli sperimentali che permettano lo studio di singoli parametri di un determinato fenomeno e forniscano dati Quantitativi, Oggettivi e Sensibili: non solo un numero, ma anche il meccanismo d’azione del prodotto e dell’ingrediente.

Sono tre i requisiti di base che attribuiscono ad un test “in vitro” le caratteristiche di Pertinenza, Affidabilità e Predittività:

  • Scientificità dell’approccio metodologico
  • Riproducibilità
  • Qualità dei dati ottenuti


La complementarietà del test “in vitro” rispetto alle valutazioni sugli animali risiede nel fatto di poter arricchire il test “in vivo” di parametri quantitativi, sensibili, precoci e spesso unici, poiché non esplorabili direttamente sull’uomo. Il test “in vitro” può impiegare sistemi biologici di vario tipo, semplici o complessi, e sono perciò alternativi alla sperimentazione animale.

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