Medicina di precisione, verso lo studio del genoma del cancro, gene per gene (ma la strada è ancora molto lunga)

Le persone sono uniche, perché non dovrebbero esserlo le loro malattie? Sembra una domanda banale ma non lo è. Sta alla base della medicina di precisione, la medicina del futuro che apre nuove frontiere per la cura del cancro, malattie neurologiche, malattie rare e degenerative, ma anche malattie per le quali, oggi, i medicinali disponibili non sempre risultano efficaci.

A dire il vero, la medicina di precisione (disciplina ancora relegata all’alveo della ricerca) ha come obiettivo la personalizzazione di prevenzione, diagnosi e cure delle malattie in base alle caratteristiche di ogni singola persona. Da qui la domanda, anzi la riflessione: se le persone sono uniche, anche le loro malattie lo sono. Quindi, serve prevenirle e curarle in modo personalizzato con trattamenti “su misura” che tengano conto delle caratteristiche genetiche e biochimiche delle singole persone.

Una delle aree dove la medicina di precisione sta dando frutti interessanti (nel campo della ricerca medico-scientifica, è bene ribadirlo ancora!) è il campo oncologico. Il cancro, infatti, si verifica quando cellule che prima erano sane e si comportavano normalmente, “impazziscono” (mi scuso per il termine semplicistico che fa inorridire medici e scienziati ma che ben fa comprendere la natura del cancro stesso) ed iniziano a riprodursi in modo incontrollabile. Molto spesso, questi comportamenti derivano da mutazioni nel codice genetico delle cellule.

Studiare dunque il genoma del cancro (gene per gene) per capire quali sono queste mutazioni e come avvengono, rappresenta un passo importante nella ricerca di cure più efficaci e, tenendo conto delle mutazioni genetiche, personalizzate.

Stiamo parlando di un campo della ricerca che necessiterà ancora di un lungo periodo d’attesa (e di lavoro dei ricercatori) prima di poterne vedere, come cittadini, i frutti tangibili. Tuttavia, esplorare con curiosità verso quali orizzonti si muove la medicina del futuro, potrebbe risultare affascinante (per me lo è davvero molto!).

Uno studio pubblicato di recente sulla rivista scientifica Science, per esempio, dimostra come le mutazioni nel gene essenziale RUNX1 (una proteina il cui compito è controllare e regolare il processo con cui determinate cellule staminali si “trasformano” in cellule del sangue mature – mutazioni di questo gene provocano malattie tumorali anche molto gravi) sono associate a diverse malattie del sangue, comprese leucemie e altri tumori maligni. La cosa interessante di quell’articolo è che il team di ricerca ha analizzato diversi tipi di mutazioni su quel gene rilevando che ogni mutazione ha alterato la funzione della proteina mediante un meccanismo diverso, concludendo che per la cura, ogni neoplasia avrà bisogno di un approccio terapeutico diverso. Quindi, ci sarà bisogno della medicina di precisione.

Coltivare tessuto canceroso per studiare il genoma del cancro (la scienza chiede aiuto ai cittadini)

Se studiare il genoma del cancro è il primo passo per sviluppare farmaci che consentano di andare verso la medicina personalizzata, il passo ancora precedente è quello di avere a disposizione quel genoma.

Prima del lancio – nel 2019 – del progetto chiamato DepMap (Cancer Dependency Map), un portale sviluppato e gestito congiuntamente dal Wellcome Sanger Institute (vicino a Cambridge, in Gran Bretagna), e dal Broad Institute, centro di ricerca biomedica e genomica (a Cambridge, ma stavolta quella nel Massachusetts, negli Stati Uniti d’America), per mettere a fattor comune di tutti i ricercatori del mondo dati, strumenti computazionali e di analisi per ricercare e analizzare le vulnerabilità del cancro ed identificare nuove vie per lo sviluppo terapeutico e la progettazione di farmaci personalizzati, nei laboratori del Broad Institute erano disponibili circa 1.700 linee di cellule tumorali coltivate.

Poi, la scienza ha deciso di rivolgersi ai cittadini e di chiedere aiuto.

Per cercare di avere più tessuto canceroso da coltivare in laboratorio e sul quale poter fare ricerche ed analisi, gli scienziati del progetto hanno pensato di sfruttare i social media. Lavorando con diversi enti di beneficenza, attivi nella lotta contro il cancro, i ricercatori hanno incoraggiato i pazienti americani ad inviare al Broad Insitute le biopsie dei loro tumori. Nei laboratori sono così arrivati più di 2.000 nuovi campioni, dai quali i ricercatori sono stati in grado di creare più di 400 linee cellulari aggiuntive. Il dato incoraggiante è che ben il 30% di questi campioni rappresentavano tumori rari o che si verificano principalmente nei bambini, due delle aree più importanti nelle quali i ricercatori hanno bisogno di più esempi.

Una volta che si è potuto coltivare il tessuto canceroso in laboratorio, i ricercatori hanno potuto iniziare ad analizzarne il genoma, le mutazioni e soprattutto “i punti deboli” (quelli che poi consentono di proseguire gli studi verso la scoperta di molecole efficaci proprio su quei punti deboli, sia molecole già impiegate in farmaci esistenti – ma sviluppati per altre patologie – sia molecole nuove, non ancora impiegate in alcun farmaco).

Come riposta un recente articolo pubblicato nella sezione Science and Technology di The Economist, finora i team hanno testato circa 6.000 farmaci contro più di 500 tumori. Ci sono risultati incoraggianti, ma è doveroso ricordare che questo tipo di ricerche richiede molti anni di test e analisi, con ordini di grandezza ben superiori a quelli, seppur incoraggianti, raggiunti fino ad oggi.

CRISPR/Cas9, editing genetico per eliminare le cellule tumorali

Lo studio in questo settore va però ben oltre la ricerca (e lo sviluppo) di farmaci personalizzati. Si sta per esempio andando verso l’utilizzo dell’editing genetico, in particolare con il metodo CRISPR/Cas9.

Si pronuncia “crisper” ed è un sistema che si basa sull’impiego della proteina Cas9 e che funziona come una sorta di forbice molecolare in grado di tagliare un DNA bersaglio – cioè una parte specifica del DNA – per effettuare poi specifiche modifiche al genoma di una cellula.

Dopo il taglio effettuato con la proteina Cas9, è infatti possibile eliminare sequenze di DNA dannose dal genoma bersaglio oppure sostituire quelle sequenze per correggere delle mutazioni che sono state causa di malattie (per esempio, del cancro).

I ricercatori del Sanger Institute, per esempio, stanno utilizzando CRISPR/Cas9 come metodo per “disabilitare”, uno per uno, i geni in centinaia di linee di cellule cancerose. Lo studio di laboratorio, andando ad agire su ogni singolo gene, uno per uno, ha permesso ai ricercatori di scoprire quali sono i geni “essenziali” per la sopravvivenza di un tumore (quindi, visti dalla prospettiva opposta, quali andare a colpire per “uccidere” il tumore). Un altro importante tassello per lo sviluppo di nuovi farmaci di precisione, sviluppati per andare a colpire un bersaglio specifico (ossia quei geni essenziali dei tumori).

Il fascino di queste scoperte si scontra però con la realtà. Benché gli studi siano davvero promettenti, la ricerca in questo campo necessita ancora di tanta tanta strada da fare. Sono gli stessi ricerctaori a ricordarlo: nonostante i team siano riusciti ad analizzare tutti i geni e migliaia di farmaci per circa 1.000 diversi tipi di cancro, il progetto rimane per circa il 90% incompiuto.

I risultati sono certamente incoraggianti… ma è solo l’inizio di un lunghissimo percorso.

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Nicoletta Boldrini
Giornalista e divulgatrice indipendente, autrice e speaker, con due anime: tecnologica e umanistica | Analizzo gli impatti delle tecnologie sul nostro futuro | Il mio motto: sempre in marcia a caccia di innovazione | #Tech4Good #Tech4Future
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