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Realtà virtuale e cocktail di farmaci, è la "nuova" lotta al cancro
Attualità
Venerdì 04 Marzo 2011

Realtà virtuale e cocktail di farmaci, è la "nuova" lotta al cancroNuova metodologia elaborata dell’Istituto nazionale dei tumori di Milano

Fonte: Agenzia Dire | www.dire.it

Come avere sempre un asso nella manica contro il tumore? I ricercatori dell’Istituto nazionale dei Tumori di Milano hanno elaborato un metodo per selezionare, grazie alla realtà virtuale, cocktail di farmaci non solo capaci di attaccare la patologia ma già pronti per combattere le sue mutazioni, prima ancora che si verifichino. Per resistere ai farmaci, infatti, il tumore si modifica in una sorta di adattamento evoluzionistico, cambiando la sua struttura molecolare e rendendo così la terapia inefficace: con questa nuova metodica non solo è possibile prevederne le trasformazioni ma anche individuare in anticipo quali farmaci possono essere usati per sconfiggerle. La metodica è stata applicata in particolari tipi di tumori, i tumori stromali gastrointestinali (Gist), particolari neoplasie che si sviluppano sulle pareti dell’apparato digerente da cellule del tessuto connettivo, ma obiettivo dei ricercatori è estenderne l’utilizzo a tutte le patologie neoplastiche.

Lo studio, condotto dai ricercatori dell’Istituto Nazionale dei Tumori di Milano, guidati dal direttore scientifico Marco Pierotti, è pubblicato oggi da una delle più prestigiose riviste scientifiche internazionali, Nature Reviews Clinical Oncology.

La ricerca è stata possibile grazie ad una collaborazione con l’Università di Trieste. I tumori stromali gastrointestinali sono causati dall’attivazione impazzita di due recettori, chiamati Kit e Pdgfr-A, che regolano la replicazione della cellula. Queste molecole invece di attivarsi solo in alcune specifiche situazioni, in caso di tumore lavorano in maniera eccezionale e le cellule si riproducono con altissima frequenza. Attualmente esistono già nella pratica clinica farmaci mirati in grado di intervenire su Kit e Pdgfr-A e “spegnerli”, bloccando così la proliferazione delle cellule del tumore. In particolare in questa sperimentazione è stato utilizzato Imatinib, uno dei più noti farmaci antitumorali mirati. Tuttavia il tumore, per sopravvivere, in una sorta di adattamento evoluzionistico, muta e rende questa terapia inefficace. Il recettore e il farmaco, infatti, sono come tessere di un puzzle i cui incastri, affinché la terapia funzioni, devono essere perfettamente combacianti. Per questa ragione il tumore modifica il recettore solo in alcune piccole parti, alcuni aminoacidi della sua struttura: l’incastro diviene così irregolare e la terapia perde efficacia.

Finora per superare il problema della resistenza ai farmaci erano necessarie lunghe sperimentazioni in laboratorio, coltivando le cellule tumorali in vitro e mettendole a contatto con diversi farmaci alternativi, sino a quando non si fosse riusciti a trovare una specifica molecola perfettamente “combaciante” col recettore mutato. Grazie all’utilizzo di una rete di computer, che dispone di numerosi processori in calcolo parallelo, disponibile presso l’Università di Trieste, i ricercatori dell’Istituto Nazionale dei Tumori di Milano hanno potuto ricostruire modelli virtuali in 3d dei recettori delle cellule tumorali, che come “interruttori” comandano la replicazione impazzita delle cellule tumorali, e di alcuni recettori mutati riscontrati nei pazienti con GIST. Quindi, dopo aver provato numerose molecole farmacologiche, sono stati in grado di “spegnerli”.

Hanno poi verificato come la predizione fornita da questa serie di calcoli fosse perfettamente in linea con quanto osservato grazie alle tradizionali tecniche in vitro, con il vantaggio enorme di abbattere notevolmente i tempi per ottenere gli stessi dati. In altre parole alla verifica dell’efficacia del farmaco sulle cellule tumorali in coltura, i ricercatori hanno sostituito delle misure di parametri molecolari, come ad esempio l’energia di legame libera farmaco/recettore, eseguibili dal computer e attendibili quanto l’osservazione diretta.

Inoltre, con queste nuove metodologie, i ricercatori hanno potuto anche dimostrare che un farmaco, non efficace in determinate dosi, sia invece ancora attivo alzando semplicemente il dosaggio, ottenendo un’ulteriore conferma che la combinazione dei due approcci, quello tradizionale (con cellule in vitro) e quello innovativo (il molecular modeling) sia una strada nuova ma tranquillamente percorribile. Sottolinea il direttore scientifico dell’Istituto Nazionale dei Tumori di Milano e coordinatore dello studio Marco Pierotti: “Le previsioni del modello circa quali molecole sarebbero state efficaci contro i tumori mutati sono state perfettamente confermate dalle osservazioni in laboratorio e anche dalla terapia nel paziente, in cui, usando lo specifico farmaco individuato attraverso i modelli 3d, abbiamo potuto registrare miglioramenti, documentati anche da immagini ricavate con la Tac/Pet”.

"Inoltre- prosegue il direttore scientifico Pierotti- poiché sulla base di regole fisiche e biologiche è in teoria possibile prevedere tutte le eventuali mutazioni dei recettori dei tumori e disegnarne quindi modelli 3d in realtà virtuale, il nostro obiettivo futuro è mettere ognuna di esse a confronto con molecole potenzialmente attive, sino a trovare tutte quelle che si ‘incastrino’ perfettamente”. L’industria farmaceutica, infatti, nel processo di ricerca di nuove terapie produce, per ogni singola patologia, migliaia di molecole potenzialmente efficaci che vengono via via selezionate sino a trovare la migliore, che quindi entra in produzione. Questo si realizzerà grazie alla collaborazione con il Nerviano Medical Sciences che ha messo a disposizione un archivio (o “libreria”) con migliaia di molecole disponibili per produrre un farmaco.

Quindi, una volta individuate le molecole più adatte a trattare ogni mutazione del tumore, sarà possibile creare cocktail di farmaci efficaci in maniera duratura, poiché, somministrando tutte le molecole efficaci contemporaneamente, saremo in grado di combattere tutte le mutazioni, anche quelle che ancora non si sono manifestate.

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