Cosa fanno i farmaci: un nuovo metodo misura gli effetti di migliaia di principi attivi sul metabolismo
Nuove applicazioni per farmaci già sperimentati
I ricercatori dell'Università di Basilea possono testare simultaneamente gli effetti di oltre 1500 sostanze attive sul metabolismo cellulare. Durante le loro analisi, hanno anche scoperto meccanismi d'azione ancora sconosciuti di farmaci noti. Questo approccio potrebbe aiutare a prevedere meglio gli effetti collaterali e a trovare ulteriori applicazioni per i farmaci già autorizzati.
In che modo le sostanze attive modificano il metabolismo delle cellule? Rispondere a questa domanda fornirebbe informazioni preziose per lo sviluppo di nuovi farmaci. Tuttavia, studiare queste modalità d'azione per un'intera libreria di farmaci ha comportato finora un grande sforzo.
I ricercatori del Dipartimento di Biomedicina dell'Università di Basilea presentano ora un metodo per testare simultaneamente gli effetti di migliaia di sostanze attive sul metabolismo. Gli esperti chiamano questo metodo "metabolomica ad alto rendimento". I risultati di questo metodo sono stati pubblicati sulla rivista scientifica "Nature Biotechnology".
Prevedere gli effetti collaterali e le interazioni
"Se riuscissimo a capire meglio come le sostanze attive intervengono esattamente nel metabolismo cellulare, lo sviluppo dei farmaci potrebbe essere accelerato", spiega il Prof. Dr. Mattia Zampieri. "Il nostro metodo fornisce un'ulteriore caratterizzazione delle sostanze, da cui si possono ricavare possibili effetti collaterali o interazioni con altri farmaci".
I ricercatori, guidati dal primo autore dello studio, il dottor Laurentz Schuhknecht, hanno coltivato le cellule in migliaia di piccoli pozzetti di piastre di coltura cellulare. Hanno poi trattato le cellule in ogni pozzetto con una delle oltre 1500 sostanze presenti in una libreria di farmaci. Utilizzando un metodo chiamato spettrometria di massa, hanno registrato il modo in cui migliaia di biomolecole che fanno parte del metabolismo cellulare sono cambiate in seguito al trattamento.
Il team di ricerca ha raccolto dati sulle variazioni di oltre 2000 prodotti metabolici nelle cellule per ogni sostanza attiva. Hanno confrontato questi valori con quelli delle cellule non trattate utilizzando analisi computerizzate. Ne è risultata una panoramica degli effetti di ciascun principio attivo sul metabolismo cellulare e quindi un quadro molto preciso della modalità d'azione della rispettiva sostanza.
Nuove applicazioni per farmaci collaudati
"I principi attivi influenzano molto più di quanto avessimo immaginato", afferma Zampieri, riassumendo i risultati degli esperimenti. Anche le modalità d'azione precedentemente sconosciute di farmaci comuni sono risultate particolarmente notevoli. Per esempio, il team ha scoperto un effetto precedentemente sconosciuto del tiratricolo, un farmaco usato per trattare un raro disturbo funzionale della ghiandola tiroidea. Oltre alla sua modalità d'azione nota, il tiratricolo ha anche un effetto sulla produzione di alcuni elementi costitutivi del DNA.
"Il farmaco potrebbe quindi essere un buon candidato per un nuovo campo di applicazione: la regolazione della biosintesi dei blocchi di DNA. Potrebbe quindi essere utilizzato nelle terapie antitumorali, ad esempio per inibire la crescita dei tumori", afferma Laurentz Schuhknecht.
I dati completi di questi processi ad alta produttività aiutano ad addestrare l'intelligenza artificiale per la progettazione di nuovi farmaci. "La nostra visione a lungo termine è quella di abbinare il profilo metabolico individuale di un paziente ai meccanismi d'azione di migliaia di candidati farmaci, per scoprire quale farmaco potrebbe normalizzare il metabolismo alterato dalla malattia", afferma Mattia Zampieri.
Per avvicinarsi a questa visione, non è solo importante capire l'effetto delle sostanze sul metabolismo, sottolinea il farmacologo Zampieri. È altrettanto importante capire come il corpo umano elabora i principi attivi e quindi ne modifica l'effetto. Nelle loro ulteriori ricerche, gli scienziati stanno quindi approfondendo l'interazione tra l'organismo e i principi attivi.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Tedesco può essere trovato qui.
Pubblicazione originale
Altre notizie dal dipartimento scienza
