La pandemia globale causata dal nuovo coronavirus SARS-CoV-2 (COVID-19) ha portato alla necessità impellente di sviluppare nel minor tempo possibile vaccini in grado di proteggere la popolazione globale da questa grave minaccia sanitaria senza precedenti che ci ha colto completamente impreparati. Comunque, nonostante ad oggi il 51,7% della popolazione abbia ricevuto almeno una dose di un vaccino, ci sono almeno cinque ostacoli ancora da superare per arrivare all'immunità di gregge: capire se il vaccino previene la trasmissione del virus, il ritmo non uniforme delle campagne vaccinali nel mondo, le varianti del virus, la possibile durata limitata dell'immunità e il comportamento meno prudente dei vaccinati. Pertanto la ricerca di nuove opzioni terapeutiche dedicate a combattere la progressione della malattia a breve termine e a prevenire che accada in futuro, rimane comunque una primaria necessità. La strategia di riutilizzo di un 'vecchio farmaco' per nuovi scopi terapeutici (nota come drug repurposing) appare come una potente soluzione, poiché consente di accorciare i tempi e ridurre i costi rispetto alla scoperta de novo del farmaco.
In questo progetto, proponiamo lo sviluppo di un nuovo algoritmo per il drug repurposing basato sulla teoria delle reti, con l'obiettivo di offrire uno strumento promettente per lo screening efficiente di potenziali nuove indicazioni mediche per vari farmaci, che sono già approvati e utilizzati nella pratica clinica, contro il nuovo coronavirus umano (2019-nCoV/SARS-CoV-2).
Potenzialità applicative
Le tecniche per il drug repurposing basate sulla Network Medicine offrono un metodo relativamente rapido e meccanicisticamente agnostico per identificare ipotesi verificabili che possono essere tradotte in clinica.
Questa potrebbe essere l'unica via per lo sviluppo di farmaci in alcune malattie complesse, come il COVID-19, per le quali non esiste ancora una cura efficace oppure per quelle malattie per cui mancano le informazioni sulla fisiopatologia.
Impatto scientifico
L'approccio tradizionale alla scoperta di farmaci si basa sull'identificazione de novo, che prevede diverse fasi prima dell'arrivo sul mercato, passando dalla ricerca preclinica (metodi computazionali di base, screening intensivo in vitro e/o in vivo) ai test negli studi clinici e all'eventuale approvazione dei farmaci. È un processo lungo (circa 15 anni) e costoso (circa 12 miliardi di dollari) con un alto rischio di fallimento.
Crediamo dunque che lo sviluppo di algoritmi per il riposizionamento dei farmaci abbiano un grosso impatto scientifico, in quanto permetterà di ridurre significativamente i tempi e i costi di sviluppo dei farmaci con una riduzione del rischio di fallimento, grazie anche al recente progresso della bioinformatica e alla attuale disponibilità di database biologici e strutturali.
Impatto economico
La strategia di riutilizzo dei farmaci è altamente efficiente, rapida, a basso costo e con un rischio minimo di fallimento. Massimizza il valore terapeutico di un farmaco e di conseguenza aumenta il tasso di successo. Lo sviluppo di un nuovo farmaco utilizzando una strategia di riposizionamento dei farmaci costa circa 1 miliardo di dollari, mentre lo sviluppo di farmaci attraverso la strategia tradizionale costa circa 12 miliardi di dollari.
Impatto sociale
Il riposizionamento dei farmaci ha contribuito a mitigare i fallimenti nella scoperta di farmaci ed è stato associato a scoperte terapeutiche. Ad esempio, il farmaco talidomide inizialmente commercializzato come sedativo per affrontare i sintomi della nausea mattutina nelle donne in gravidanza, ma che aveva effetti deleteri (difetti congeniti), ha ora trovato nuove indicazioni mediche di successo (incluso il mieloma multiplo).
Risultati preliminari
L'algoritmo proposto è già stato applicato con successo per identificare possibili farmaci riutilizzabili per la sclerosi laterale amiotrofica (SLA). Prioritizzando i farmaci predetti sulla base del valore decrescente della loro misura di similarità con la SLA, abbiamo trovato alcuni farmaci interessanti come la dextroamphetamine e il modafinil, attualmente approvati per il trattamento della narcolessia [1].
Referenze
[1] Fiscon G, Conte F, Amadio S, et al. Drug Repurposing: A Network-based Approach to Amyotrophic Lateral Sclerosis. Neurotherapeutics 2021, DOI: 10.1007/s13311-021-01064-z.