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Il trattamento anticorpale è parzialmente inefficace su pazienti gravi affetti da Covid

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Lo studio del “Combine group” dell’Università di Catania nell’ambito del progetto “In Silico World” che apre nuove frontiere della ricerca in ambito biomedico

In foto, scattata in periodo pre-Covid, i componenti del “Combine group” insieme con il prof. Rosario Pignatello, direttore del Dipartimento di Scienze del Farmaco e della Salute dell’Università di Catania

Gli anticorpi monoclonali a scopo terapeutico non sono in grado di proteggere i pazienti con infezione severa da SARS-CoV-2.
È quanto emerge da uno studio – In silico trial to test COVID-19 candidate vaccines: a case study with UISS platform – condotto dal “Combine group” dell’Università di Catania e pubblicato a fine 2020 sulla prestigiosa rivista scientifica BMC Bioinformatics.
«Lo studio è stato realizzato nel corso dell’emergenza Covid nella primavera dello scorso anno grazie allo sviluppo del modello Universal Immune System Simulator (UISS) per testare i vaccini candidati per SARS-CoV-2 nell’ambito della piattaforma del progetto europeo In Silico World e dimostra la parziale inefficacia del trattamento anticorpale su pazienti gravi affetti da Covid – spiega il prof. Francesco Pappalardo, associato di Informatica del Dipartimento di Scienze del Farmaco e della Salute dell’Università di Catania e coordinatore del Combine Group -. La nostra ricerca anticipa di 6 mesi ciò che poi ha trovato conferma sperimentale nello studio condotto dal prof. Ventura Alejandro Simonovich nel novembre scorso, un periodo di tempo significativamente importante e prezioso in tempi pandemici».
 
Il modello UISS, una piattaforma computazionale elaborata 15 anni fa, è in via di ulteriore sviluppo da parte del “Combine Group” grazie al progetto In Silico World, coordinato da Marco Viceconti e Francesco Pappalardo, docenti rispettivamente degli atenei di Bologna e di Catania, e che coinvolge 14 partner tra enti di ricerca, università e aziende provenienti da tutta Europa.
Un progetto europeo che apre nuove frontiere della ricerca in ambito biomedico finalizzato alla promozione e allo sviluppo di soluzioni per simulazioni in silico, nate per valutare la sicurezza e l’efficacia di dispositivi medici e terapie per il trattamento di gravi condizioni cliniche come osteoporosi, sclerosi multipla, aneurismi cerebrali, stenosi coronarica, tubercolosi, carcinoma mammario, e, più recentemente, infezioni da Covid-19 recependo, tra l’altro, le forti raccomandazioni del Parlamento europeo all’European Medicine Agency.
 
In questo contesto il Combine group ha sviluppato il modello UISS, un framework computazionale che, attraverso l’uso di un simulatore multi-scala, multi-organo e tridimensionale, è in grado di simulare la dinamica del sistema immunitario umano a livello molecolare e cellulare e di riprodurre il comportamento generale del sistema immunitario e di simularne le risposte in presenza di virus, batteri, tumori e malattie auto-immuni e in presenza di terapie farmacologiche.
 
«Recentemente UISS è stato utilizzato quale supporto alla decisione medica nell’individuare, simulando pazienti reali affetti da sclerosi multipla e consentendo di correggere ed adattare l’approccio terapeutico per raggiungere la migliore risposta individualizzata al trattamento – aggiunge il prof. Pappalardo -. Al tempo stesso il modello UISS è usato anche nel progetto In Silico TRIal for tuberculosis VAccine Development (STriTuVaD) con lo scopo di ampliare le conoscenze sugli aspetti immunologici della tubercolosi attraverso le prove in silico consentendo di prevedere gli effetti dei nuovi vaccini contro la tubercolosi».
 
«Grazie all’uso di pazienti digitali, inoltre, UISS consente di simulare anche gli effetti delle sostanze chimiche ambientali sul sistema immunitario riducendo il rischio di immunotossicità e anche il costo dell’innovazione per la sanità pubblica – spiega il prof. Pappalardo -. In questo contesto si inserisce il Joint Research Centre (JRC) della Commissione Europea che, sin dal 1991, si occupa di convalidare e promuovere a livello internazionale metodi alternativi alla ricerca “tradizionale” valutando anche il livello di rischio e sicurezza delle sostanze chimiche utilizzate. Il JRC, in quest’ambito, è interessato a capire se un modello matematico sviluppato per uno scopo e per un determinato settore, come quello farmaceutico ad esempio, possa ritenersi valido anche per altri, ad esempio quello chimico, senza subire cambiamenti significativi».
 
Non a caso il JRC ha conferito un incarico prof. Francesco Pappalardo e alla dott.ssa Giulia Russo dell’Università di Catania di investigare l’applicabilità di UISS alla predizione degli effetti tossici di specifici inquinanti a carico del sistema immunitario.
«Il Combine Group – conclude il prof. Pappalardo – è impegnato nella preparazione della documentazione richiesta dall’EMA per qualificare i metodi in silico a livello regolatorio e il modello UISS sarà la prima tecnologia in silico applicata ai prodotti medicinali ad essere qualificata in Europa dal punto di vista regolatorio».
 
Grazie ai progetti finanziati dalla Commissione Europea, che vede come coordinatore scientifico il prof. Pappalardo, l’Ateneo catanese ha finanziato ad oggi una borsa di ricerca e due di dottorato di ricerca, due assegni di ricerca pluriennali e un posto di ricercatore a tempo determinato di tipo A. Nel corso dei prossimi quattro anni sono previste almeno un numero uguale di equivalenti posizioni.

Nella figura l’applicazione del modello UISS