Utilizzare l’intelligenza artificiale per identificare tra milioni di molecole quelle utili per individuare nuovi farmaci e vaccini. E’ una delle possibilità abilitate dal progresso scientifico negli ultimi decenni grazie alle nuove conoscenze sulla struttura e funzione delle molecole biologiche e sulla loro alterazione quale causa di molte malattie, come ad esempio tumori. Per sfruttare queste possibilità è nata la partnership tra Innovery Spa, azienda Ict e specializzata nell’analisi nell’elaborazione di Big Data, e una serie di organismi di ricerca, coordinati dal Consiglio Nazionale delle Ricerche. Proprio il Cnr ha ottenuto un finanziamento attraverso i Fondi Europei di Sviluppo Regionale (Fesr) della Regione Campania, per l’elaborazione di una piattaforma tecnologica capace di selezionare piccole molecole naturali di origine marina utilizzabili nella lotta ai tumori come immunoterapici, chemioterapici e per il potenziamento dell’efficacia dei vaccini antitumorali.
Il nome della piattaforma è Advise (Antitumor Drugs and Vaccines from the Sea), e ha lo scopo di scoprire e convalidare piccole molecole derivate da organismi marini da utilizzare per la prevenzione e la terapia contro il melanoma, il mieloma multiplo e il cancro polmonare, attraverso l’utilizzo di un approccio di drug discovery che sfrutti le potenzialità offerte dai Big Data e dall’intelligenza artificiale.
Le tradizionali terapie antitumorali oggi esistenti, come la chemioterapia o la radioterapia – si legge in una nota – non distinguono tra le cellule normali e quelle tumorali, con il risultato che anche le cellule sane sono danneggiate, dando vita ad effetti collaterali anche gravi per il paziente. Per aggirare questo limite delle terapie standard, la piattaforma ADViSE ha lo scopo di individuare piccole molecole naturali in grado di aumentare la capacità del nostro sistema immunitario di prevenire o aggredire il tumore autonomamente, evitando di conseguenza tutti gli effetti collaterali prodotti dalle classiche terapie. La piattaforma viene utilizzata anche per gestire lo sviluppo di studi preclinici relativi a questi nuovi agenti e per la validazione prototipale di vaccini e terapie antitumorali. Grazie agli algoritmi di Intelligenza Artificiale e Machine Learning è così possibile incrementare le probabilità e la velocità del processo di scoperta di nuove molecole attive, essenziali per la creazione di nuove cure; grazie anche a queste tecnologie si è potuti arrivare in tempi brevissimi alla formulazione di vaccini contro il Covid-19.
“La terapia del tumore è stata storicamente legata al tentativo di fermare la crescita cellulare attraverso l’uso di sostanze chimiche o radiazioni, che purtroppo possono causare effetti collaterali sul paziente. Le nostre ricerche si basano invece sulla capacità di migliorare l’immunità antitumorale dell’ospite, aiutando, in sintesi, il nostro organismo a riconoscere ed eliminare le cellule tumorali – afferma Angelo Fontana, direttore dell’Istituto di Chimica Biomolecolare del Cnr – Per fare ciò abbiamo sviluppato un progetto per scoprire e validare le piccole molecole organiche, derivate o ispirate a prodotti naturali, da utilizzare per immunoterapia o per lo sviluppo di nuovi modelli di adiuvanti per vaccini antitumorali. In linea di principio, queste molecole potrebbero avere anche altre applicazioni incluso l’impiego come adiuvanti in vaccini antiinfettivi che potrebbero essere molto utili in questo periodo storico. Dato il vasto numero di questi composti, l’utilizzo di strumenti come il machine learning e l’analisi dei big data, che sono in grado di analizzare e comparare velocemente un vastissimo numero di elementi, semplifica ed accelera analisi che richiederebbero tempi e sforzi enormi, con alto rischio di fallimenti nell’identificazione dei target giusti per l’implementazione di nuove terapie”.
“Siamo molti lieti di mettere le competenze di Innovery a sostegno di una causa così importante – aggiunge Gianvittorio Abate, Ad di Innovery – Le nuove tecnologie possono fornire un contributo enorme per le sfide nel campo della ricerca medica. Nel caso di Advise, la piattaforma, oltre a codificare e digitalizzare tutto il processo di drug discovery – selezione e categorizzazione dagli organismi marini potenzialmente utili, testare le effettive capacità antitumorali delle sostanze, etc -, fa uso dell’intelligenza artificiale per identificare tra milioni di molecole le poche in grado di inibire la replicazione delle cellule tumorali. Lo stesso procedimento eseguito con le metodiche standard può richiedere fino a quindici anni di tempo e un investimento di circa 2 miliardi di euro, con elevato rischio di fallimento associato”.
