I ricercatori stanno sviluppando una pelle sintetica per testare le nanoparticelle dei cosmetici: potrebbe sostituire la sperimentazione animale

La pelle sintetica stampata in 3D potrebbe presto sostituire i test sugli animali nell’industria cosmetica. Un gruppo di ricercatori provenienti dalla Graz University of Technology e dal Vellore Institute of Technology sta sviluppando un nuovo tessuto artificiale dotato di cellule viventi che imita la struttura e la biomeccanica della pelle umana e che è progettato proprio per sostituire gli animali nella sperimentazione industriale.

I primi test sugli idrogel stampati in 3D in coltura cellulare, spiegano gli scienziati, hanno dato ottimi risultati. Ora non resta che confermare tramite nuovi esperimenti la validità di questa pelle sintetica come alternativa ai test sugli animali.

La ricerca di un’alternativa ai test sugli animali

Ogni anno, 115 milioni di animali vengono utilizzati per la sperimentazione nei laboratori di tutto il mondo – per la ricerca scientifica, ma anche per testare nuovi prodotti cosmetici. Decine di migliaia di scimmie, conigli, cani, topi e cavie sono sottoposti a diversi esperimenti che servono a studiare possibili reazioni allergiche e a determinare il pericolo di esposizione alle diverse sostanze chimiche presenti nei nostri prodotti. Sono quindi costretti a ingerire, inalare o vedersi iniettare nel sangue o sottopelle tutti i singoli ingredienti di creme e altri cosmetici. Secondo un’indagine del 2020, testare un solo nuovo ingrediente di un prodotto cosmetico può portare alla morte di oltre 1.400 animali.

Nonostante la crescente consapevolezza dei consumatori, la sperimentazione sugli animali di creme e shampoo è ancora molto diffusa. In Cina e negli Stati Uniti, per esempio, nulla impedisce di utilizzare gli animali per i test sui cosmetici. D’altro canto, molti Paesi hanno iniziato a imporre severe limitazioni a questa pratica. L’Unione Europea, per esempio, ha vietato la sperimentazione cosmetica e anche l’importazione di ingredienti testati sugli animali. Altri Paesi che hanno vietato i test sugli animali sono India, Nuova Zelanda, Corea del Sud e Turchia.

Alcune alternative sperimentate nel corso degli anni includono i test in vitro su cellule umane e la modellazione computerizzata. L’ambito di ricerca più promettente, però, sembra essere quello dell’ingegneria tissutale, che tra le altre cose studia la progettazione di organi e tessuti artificiali a partire dall’inseminazione di cellule viventi su delle impalcature (o scaffold) appositamente ingegnerizzate.

Una pelle sintetica per testare i cosmetici: lo studio

I vari regolamenti che vietano la sperimentazione animale per i cosmetici rendono necessaria la ricerca di un’alternativa per testare l’assorbimento e la tossicità delle nanoparticelle abitualmente utilizzate per migliorare le caratteristiche dei prodotti di bellezza (per esempio il colore, la consistenza o la capacità di penetrare in profondità nella pelle).

Un team di scienziati provenienti dall’Università di Tecnologia di Graz e dal Vellore Institute of Technology, in India, sta lavorando da anni allo sviluppo di una pelle sintetica che possa sostituire efficacemente i test sugli animali. Si tratta di imitazioni della pelle umana costituite da particolari idrogel a base di nanocellulosa che vengono stampati in 3D in coltura cellulare, ovvero insieme a cellule viventi. Sfruttando le caratteristiche uniche della cellulosa nanofibrillata, spiegano gli scienziati, è possibile creare scaffold con porosità, integrità e stabilità meccanica regolabili su cui far crescere diversi tessuti.

Come spiega Karin Stana Kleinschek dell’Istituto di Chimica e Tecnologia dei Sistemi Biobased della TU Graz,

“Gli idrogel per la nostra imitazione della pelle con la stampante 3D devono soddisfare una serie di requisiti. Devono essere in grado di interagire con le cellule cutanee vive. Queste cellule non solo devono sopravvivere, ma devono anche essere capaci di crescere e moltiplicarsi”.

Gli idrogel sviluppati da TU Graz sono caratterizzati da un elevato contenuto di acqua, cosa che da un lato crea le condizioni ideali per l’integrazione e la crescita delle cellule, ma che richiede anche delle soluzioni efficaci per la stabilizzazione meccanica e chimica delle stampe 3D. Oltre alla cellulosa nanofibrillata, infatti, gli idrogel contengono carbossimetilcellulosa, che migliora la capacità di reticolazione, e acido citrico, che agisce come reticolante naturale e biocompatibile.

La pelle stampata in 3D pronta per testare i cosmetici

In questo sforzo congiunto per lo sviluppo di una pelle sintetica che possa sostituire la sperimentazione animale, i ricercatori austriaci si occupano di stabilizzare il materiale, mentre quelli indiani testano la resistenza e la tossicità delle stampe 3D in coltura cellulare. Come spiegano gli scienziati, si può parlare di imitazione della pelle soltanto se le cellule presenti nell’idrogel sopravvivono in coltura cellulare per due o tre settimane e sviluppano nuovo tessuto cutaneo.

I primi test hanno dato ottimi risultati: i materiali non sono citotossici e hanno mostrato di essere meccanicamente stabili. Come spiega Kleinschek,

“Nella fase successiva, i modelli stampati in 3D (imitazioni della pelle) saranno utilizzati per testare le nanoparticelle. La pluriennale esperienza della TU Graz nel campo della ricerca sui materiali per l’imitazione dei tessuti e quella della VIT nella biologia molecolare e cellulare si sono completate perfettamente. Ora stiamo lavorando insieme per ottimizzare ulteriormente le formulazioni dell’idrogel e convalidarne l’utilità come sostituto degli esperimenti sugli animali”.

I laboratori di chimica e biologia cellulare possono offrirci la soluzione capace di eliminare la sofferenza degli animali chiusa dietro le porte di altri laboratori. La nuova pelle sintetica progettata per testare le nanoparticelle dei cosmetici è solo l’inizio.

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