Comprendere non solo le vulnerabilità genetiche da cui dipendono le cellule dei tumori ma anche i meccanismi biologici che le determinano per poterle prevedere anche in contesti tumorali ancora inesplorati. È l’obiettivo di Precise (Predictive relationships explaining cancer genetic interactions and synthetic essentiality), nuovo consorzio europeo di cui Human Technopole è co-fondatore, che riunisce oltre 30 gruppi di ricerca di 20 istituzioni in nove Paesi. La visione scientifica dell’iniziativa è stata presentata in un articolo pubblicato a luglio su Nature Genetics.
Il progetto
Il progetto punta a integrare genomica funzionale, esperimenti biologici, dati multimodali e intelligenza artificiale per sviluppare modelli capaci non solo di identificare le dipendenze genetiche delle cellule tumorali, ma anche di spiegare i meccanismi biologici che le determinano e prevederne la presenza in tumori non ancora studiati sperimentalmente.
Negli ultimi anni le cosiddette cancer dependency maps hanno permesso di individuare numerosi punti deboli delle cellule tumorali, aprendo nuove prospettive per la scoperta di bersagli terapeutici e per la medicina di precisione. Il loro limite, però, è che descrivono queste dipendenze senza spiegare completamente perché emergano e non permettono di prevederle in contesti tumorali ancora inesplorati.
È proprio questo il divario che Precise vuole colmare. Le previsioni prodotte dai modelli di intelligenza artificiale guideranno nuovi esperimenti in laboratorio, mentre i risultati sperimentali serviranno a perfezionare progressivamente i modelli, in un processo circolare tra calcolo e biologia.
L’era predittiva della biologia del cancro
“La biologia del cancro sta entrando in una nuova era: quella predittiva”, spiega Francesco Iorio, senior research group leader di Human Technopole e tra gli ideatori della visione scientifica alla base del consorzio. “La nostra ambizione è sviluppare modelli generalizzabili in grado di guidare gli esperimenti, accelerare la scoperta di nuovi bersagli terapeutici e ampliare la portata dell’oncologia di precisione”.
Iorio sottolinea anche un obiettivo concreto per i pazienti: “Uno dei nostri obiettivi è quello di diminuire significativamente il numero di pazienti oncologici il cui genoma non fornisce attualmente indicazioni per terapie mirate”. Human Technopole partecipa a Precise con quattro gruppi di ricerca guidati da Francesco Iorio, Andrea Sottoriva, Piero Carninci e Nereo Kalebic, che contribuiscono con competenze in biologia computazionale, genomica funzionale, farmacogenomica, evoluzione del cancro e intelligenza artificiale applicata alle scienze della vita.
“La biologia non ha più un problema di scarsità di dati, ma di capacità di interpretarli”, sottolinea Marino Zerial, direttore della Fondazione Human Technopole. “Comprendere i meccanismi che governano le vulnerabilità dei tumori è il passaggio necessario per trasformare i dati in modelli predittivi e nuove opportunità terapeutiche”.
Secondo Zerial, Precise rappresenta un cambio di paradigma anche nel modo di fare ricerca: “Integrare competenze e approcci diversi a livello europeo” permette di affrontare “sfide che nessun istituto potrebbe sostenere da solo” e di accelerare il trasferimento dei risultati della ricerca ai pazienti.