Il progetto proposto, riguarderà l'utilizzo della network medicine per lo studio e l'identificaizone di "signature" molecolari comuni a diversi tipi di tumori per l'applicazione dell'immunoterapia. La network medicine rappresenta un nuovo paradigma della medicina nata per superare gli approcci classici e riduzionistici applicati alla biomedicina, patologia umana e ricerca clinica. Grazie alla continua disponibilità di Big Data biologici e alla crescente fenotipizzazione quantitativa , si hanno le possibilità di esplorare la complessità della patobiologia umana, e il formalismo utile a questo scopo è proprio la network medicine. Gli approcci di network medicine che utilizzeremo prendono in considerazione le connessioni,le dipendenze e indipendenze tra le biomolecole di una cellula tumorale piuttosto che la loro abbondanza relativa a delle condizioni.
Il progetto prevederà inizialmente lo studio di dati genomici ed epigenomici di carcinoma colorettale al fine di ricercare marcatori molecolari per pazienti che possono essere trattati con inibitori dei checkpoint immunitari pur non rientrando nella casistica standard di pazienti eleggibili per questo tipo di trattamento. S'intende successivamente utilizzare gli approcci della network medicine su dati genomici ed epigenomici di altri tipi di tumore per migliorare la classificazione molecolare al fine di ottenere una più efficace personalizzazione del trattamento, tra cui l'immunoterapia,
Al fine di avere una medicina personalizzata e più precisa abbiamo bisogno di una stratificazione dei pazienti di diverse malattie il più precisa possibile a livello molecolare, considerando l'integrazione di diversi tipi di dati molecolari, biomarcatori diagnostici e prognostici e aspettti terapeutici. La ricerca di "signature" molecolare simili alle "signature" di pazienti che possono essere sottoposti ad una terapia, comporta ad importanti sviluppi a livello terapeutico come l'estensione di terapie già esistenti su pazienti che prima non ne potevano beneficiare perché non caratterizzati al meglio.
La Network Medicine è il nuovo paradigma della medicina per raffigurare la complessità delle patologie umane attraverso rappresentazioni di network statici e dinamici derivanti dalle associazioni o interazioni tra differenti elementi molecolari o fenotipici. Il principio è che i determinanti molecolari di una malattia costituiscono un modulo di malattia all'interno dell'interattoma(il network delle interazioni fisico-molecolare tra gli elementi molecolari di una cellula) attraverso i quali possono essere compresi i pathway deterministici della malattia, e pathway comuni a due o più malattie possono essere identificati con regioni di sovrapposizione nell'interattoma(sovrapposizione tra moduli diversi di malattia). Infatti date le interdipendenze funzionali tra i componenti molecolari di una cellula umana, una malattia è raramente una consequenza di una disfuzione di un singolo gene, ma riflette e perturbazioni del
complesso network intracellulare.
Partendo da queste linee guida all'interno del progetto lo scopo sarà quello di ideare nuovi algoritmi e sperimentare nuovi approcci che permettano di ricercare modulo di malattia nelle malattie da studiare. Inoltre, verranno ideati nuovi algoritmi per il riposizionamento di terapie o farmaci su altri tumori, attravero lo studio dei network e dei già citati diseasoma e interattoma. L'idea sarà quella di proporre ai clinici, biologi e medici nuovi approcci terapeutici da testare sperimentalmente, sulla base dell'analisi dei dati.