L’approccio della medicina dei sistemi alla scoperta dei farmaci
La patobiologia delle malattie complesse si basa su vari meccanismi e percorsi e può essere affrontata nel modo migliore ricorrendo a terapie combinate che colpiscano singolarmente ognuno di essi. In uno scenario di questo tipo, i modelli computazionali che adottano una prospettiva basata sui sistemi e che integrano le conoscenze ottenute grazie alle tecnologie omiche e i dati clinici possono rivelarsi preziosi. La sclerosi multipla è una malattia autoimmune complessa che colpisce il sistema nervoso. Le terapie attuali sono poco efficaci, in parte anche per il fatto che colpiscono solo una parte della risposta immunitaria. Gli scienziati del progetto COMBIMS (A novel drug discovery method based on systems biology: combination therapy and biomarkers for multiple sclerosis), finanziato dall’UE, hanno cercato di conoscere meglio le reti biologiche coinvolte nella malattia e il modo in cui esse sono colpite dalle terapie attuali. Il team ha applicato un approccio basato sulla biologia dei sistemi per sviluppare terapie combinate più efficaci. Grazie alla proteomica, il consorzio ha misurato gli aspetti biologici delle cellule immunitarie coinvolti nella trasmissione dei segnali, confrontandoli con quelli delle cellule sane e ha esaminato i cambiamento patogeni e la risposta a terapie selezionate nelle cellule primarie isolate dai pazienti, per definire la firma molecolare dei fenotipi clinici. Le tecniche di modellazione computazionale sono state utilizzate per rappresentare le reti e i percorsi di fosforilazione e i genotipi coinvolti nella sclerosi multipla. Da questo modello è stato creato un elenco di 33 possibili combinazioni farmacologiche che soddisfano i criteri di sinergia e includono combinazioni di terapie attuali con farmaci non utilizzati per la cura della sclerosi multipla. Gli algoritmi idonei sono quindi stati utilizzati per determinare i problemi di sicurezza e i possibili effetti collaterali associati a questi farmaci. I ricercatori hanno testato queste combinazioni di medicinali sugli animali, ottenendo risultati promettenti. Il lavoro ha portato alla creazione di altri modelli dinamici adatti per i diversi sottotipi di sclerosi multipla, oltre che di modelli che riepilogano l’interazione tra il sistema immunitario e il sistema nervoso centrale. Il consorzio COMBIMS ha dimostrato la capacità di prevedere nuovi approcci terapeutici per malattie di diversa complessità tramite una metodologia basata sulla medicina dei sistemi. Oltre ai vantaggi terapeutici diretti per i pazienti di sclerosi multipla, l’integrazione di questa tecnologia nel settore farmaceutico potrebbe migliorare il processo di scoperta dei nuovi farmaci.
Parole chiave
Medicina dei sistemi, scoperta di farmaci, sclerosi multipla, proteomica, sistema immunitario
