Trovare la giusta terapia per i reumatismi con un microscopio high-tech
Medicina di precisione applicata
Utilizzando un nuovo metodo di microscopia, gli scienziati del CeMM e dell'Università di Medicina di Vienna hanno sperimentato una procedura in grado di prevedere il farmaco approvato più adatto per un singolo paziente sulla base di campioni di sangue di pazienti affetti da artrite reumatoide. Lo studio, pubblicato sulla rivista EBioMedicine del gruppo Lancet, è una prova di concetto per un'applicazione della medicina di precisione che potrebbe migliorare significativamente il trattamento dell'artrite reumatoide e presumibilmente anche di altre malattie autoimmuni.
Immagine esemplificativa del metodo di microscopia high-throughput utilizzato nello studio. Sono mostrate singole cellule del sangue colorate con diversi marcatori fluorescenti.
© Felix Kartnig / CeMM / MedUni Wien
L'artrite reumatoide è la più comune malattia infiammatoria delle articolazioni, che colpisce più di 60.000 persone solo in Austria; le donne sono colpite tre volte più spesso degli uomini. Negli ultimi decenni sono stati compiuti notevoli progressi nel trattamento e sono stati sviluppati numerosi farmaci con effetti molto diversi. Tuttavia, molti pazienti non raggiungono ancora la remissione clinica, ovvero non riescono a eliminare completamente i sintomi della malattia, poiché mancano gli strumenti per determinare i principi attivi più adatti per ogni individuo.
La scelta della terapia si basa solitamente sul principio "trial and error", in cui si prova un principio attivo dopo l'altro. Sebbene esistano già diversi cosiddetti biomarcatori che possono essere utilizzati per valutare il successo di una particolare terapia, questi non possono ancora essere utilizzati nella pratica o richiedono procedure invasive.
Dopo anni di proficua collaborazione con l'Università di Medicina di Vienna, il gruppo di ricerca di Giulio Superti Furga del CeMM ha ora testato per la prima volta un metodo di medicina di precisione che potrebbe consentire in futuro una scelta mirata e precisa della terapia per l'artrite reumatoide e presumibilmente per altre malattie autoimmuni.
I tipi di cellule influenzano la malattia e la terapia
La procedura si basa su un metodo di microscopia all'avanguardia in grado di generare e analizzare una grande quantità di dati di immagine in un processo completamente automatizzato. È stato inoltre sviluppato al CeMM con il nome di "Farmacoscopia" e consente di misurare direttamente gli effetti di sostanze attive su un gran numero di singole cellule, cosa che richiederebbe troppo tempo per essere effettuata su questa scala con i metodi biologici molecolari convenzionali. Inoltre, consente di osservare gli effetti delle sostanze attive senza doverne chiarire i meccanismi molecolari sottostanti.
Nello studio attuale, il metodo della microscopia è stato combinato con una procedura di stimolazione cosiddetta "ex-vivo". Si tratta di trattare cellule immunitarie provenienti da campioni di sangue di pazienti al di fuori del corpo ("ex vivo") con farmaci contro l'artrite rematoide e di analizzare poi al microscopio gli effetti delle sostanze attive sulle cellule immunitarie.
In questo modo, i ricercatori hanno potuto ottenere un'istantanea del comportamento delle cellule immunitarie in diverse condizioni. Hanno scoperto alcuni tipi di cellule immunitarie, noti in gergo tecnico come "fenotipi cellulari", che sono legati all'attività della malattia e influenzano anche la risposta ai farmaci. In futuro, questi fenotipi potrebbero essere utilizzati per testare in anticipo il successo terapeutico di vari farmaci in un campione di sangue prima della loro somministrazione ai pazienti.
"I dati di questo studio forniscono la base per l'ulteriore sviluppo di saggi che consentiranno di identificare fenotipi che possono essere utilizzati per prevedere la risposta delle malattie autoimmuni a un farmaco specifico", afferma Felix Kartnig, dottorando del gruppo di ricerca di Giulio Superti-Furga al CeMM e primo autore dello studio, riassumendo i risultati.
"La creazione di questo strumento e la prova di concetto forniscono una base scientifica impressionante per la valutazione di questa tecnologia nel contesto di studi clinici pianificati e sottolineano quindi il valore della ricerca traslazionale innovativa", spiega Leonhard Heinz, coautore e ricercatore principale presso il Dipartimento di Reumatologia dell'Università di Medicina di Vienna.
"Il metodo qui testato è un meraviglioso esempio della futura medicina di precisione", afferma il responsabile dello studio Giulio Superti-Furga. "La nostra collaborazione di lunga data con l'Università di Medicina di Vienna ha dato ancora una volta i suoi frutti: siamo stati in grado di dimostrare che l'analisi sistematica e completamente automatizzata degli effetti delle sostanze attive sulle singole cellule può effettivamente essere utilizzata per trarre conclusioni sulla modalità d'azione di una terapia nell'uomo."
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