Previsione in silico dei bersagli di farmaci
Per comprendere i processi biologici in condizioni di salute e malattia, è necessario elaborare complesse reti di segnali. Di conseguenza, è auspicabile procedervi prima di iniziare a districare sperimentalmente la complessa interazione tra varie molecole, per poter creare modelli e prevedere tali interazioni nel sistema prescelto. Nel tentativo di risolvere tale problematica, il progetto VALAPODYN ("Validated predictive dynamic models of complex intracellular pathways related to cell death and serviva"), finanziato dall'UE, ha sviluppato un approccio di biologia sistemica per creare modelli sulla dinamica di reti di interazione molecolare (MIN) correlate alla morte e alla sopravvivenza neuronale. In particolare, il consorzio era interessato a effettuare simulazioni in silico per identificare nuovi potenziali bersagli di farmaci per trattare la neurodegenerazione. Per costituire il database integrato, i partner di progetto hanno raccolto tutti i pertinenti dati biologici e hanno costruito una rete che rifletteva i processi biologici da rappresentare nei modelli. Successivamente sono stati impiegati cascate di segnali note e nuovi dati biologici per preparare il modello dinamico nella selezione di bersagli terapeutici tra diverse condizioni di simulazione. Il risultato di tale modello è consistito nella selezione di bersagli terapeutici putativi successivamente confermati a livello biologico nel sistema prescelto. Quale prova di principio, i partner di progetto hanno sottoposto a test un modello di MIN su neurodegenerazione indotta in un modello di topo e hanno eseguito l'analisi di RNA e proteine in vari segmenti cerebrali. I dati sperimentali sono stati successivamente inseriti nel modello MIN, che ha descritto il comportamento di un'ampia rete di segnali comprendenti 521 molecole (geni/proteine) connesse da 3.069 interazioni dirette e orientate. Nel complesso, è stato stimato che il modello MIN sia tra i più grandi modelli di segnali dinamici con un errore relativo del 16%. La simulazione della neurodegenerazione ha identificato tre possibili bersagli terapeutici (BDNF, Vala09, Vala01) in funzione della capacità di inibire la loro azione e della potenzialità di agire come terapia. L'innovativa modellizzazione dinamica di reti molecolari di VALAPODYN costituisce un inestimabile strumento per I ricercatori e contiene in sé grandi promesse per l'elaborazione di vari stati patologici.
