Lotta alla tubercolosi: è possibile testare nuovi farmaci con l’utilizzo del computer?

Dimostrare come metodi di simulazione computerizzata avanzati possano essere usati per ridurre la durata ed i costi delle sperimentazioni cliniche necessarie a valutare l’efficacia di nuove terapie per la tubercolosi. È l'obiettivo del progetto STriTuVaD che ha appena reso pubblico un rapporto tecnico intitolato “Un sistema di modellazione computerizzata della dinamica del sistema immunitario umano”. Il consorzio STriTuVaD, guidato da Etna Biotech, un centro di ricerca e sviluppo in biotecnologie con sede in Sicilia, vede la partecipazione di alcune delle assolute eccellenze Europee in questo settore, tra cui l'Università di Bologna.

La tubercolosi è una delle malattie più letali al mondo; almeno un terzo della popolazione mondiale, soprattutto nei paesi in via di sviluppo, è infetta. Tuttavia, a causa dell’aumento di mobilità, ma soprattutto a causa della comparsa di ceppi antibiotico-resistenti, questa malattia sta ritornando ad essere pericolosa anche nei paesi industrializzati. Ad oggi, vi è una maggiore consapevolezza che la tubercolosi può essere combattuta solo globalmente, a partire dai paesi in via di sviluppo come l’India, dove la malattia è endemica. Nel momento in cui un paziente manifesta i sintomi dell’infezione attiva, l’aspetto forse più critico è rappresentato dalla durata della terapia stessa, sia per i costi che per le problematiche relative alla sospensione prematura del trattamento. Quest’ultima peraltro costituisce la principale causa di sviluppo di ceppi antibiotico-resistenti.

In questo contesto, una possibilità promettente è offerta dalle nuove terapie in cui i vaccini vengono somministrati come coadiuvanti della terapia antibiotica convenzionale. L’efficacia di queste nuove terapie viene misurata all’interno degli studi clinici con il tempo necessario ad inattivare la malattia, ma soprattutto con la probabilità di una eventuale recidiva. Mentre per il primo criterio è spesso possibile ottenere risultati statisticamente significativi già con studi clinici di fase II, il rischio di recidiva può essere valutato solo con studi di fase III, i quali coinvolgono migliaia di pazienti e possiedono costi esorbitanti.

Nel progetto STriTuVaD l’ambiente di simulazione denominato “Universal Immune System Simulator”, realizzato dal team del prof. Francesco Pappalardo dell’Università degli studi di Catania, verrà adattato ed esteso allo scenario biologico della tubercolosi, includendo tutte le caratteristiche e i fattori determinanti di tali sperimentazioni cliniche. L'obiettivo finale dunque, sarà quello di valutare l’accuratezza con cui il modello è in grado di predire l’outcome clinico per ogni singolo paziente incluso nello studio. I dati dei pazienti reali verranno successivamente utilizzati per generare una coorte molto più ampia di pazienti “virtuali” per ciascuno dei quali il modello predirà la risposta alle nuove strategie terapeutiche in valutazione. Inoltre, le osservazioni ottenute sui pazienti fisici saranno combinate con le predizioni effettuate per i pazienti virtuali, usando il cosiddetto “Disegno Adattivo Bayesiano”. Se questo approccio dovesse risultare efficace, si contribuirebbe a ridurre drasticamente i costi della sperimentazione clinica nel complesso campo della salute pubblica, rendendo così disponibili nuove terapie avanzate a costi più ragionevoli.

L'Università di Bologna partecipa al progetto STriTuVaD con il gruppo di Biomeccanica attivo al Dipartimento di Ingegneria Industriale e guidato dai professori Luca Cristofolini e Marco Viceconti.