Così mapperemo tutti i geni del cancro

E' la sfida del progetto Cancer Dependency Map, che mira a indagare 20mila geni e testare 10mila farmaci nuovi o già esistenti. Coinvolgendo scienziati istituti di ricerca, e nuovi investitori
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COSTRUIRE una mappa dei geni da cui dipende la 'sopravvivenza' dei tumori, per farne un bersaglio di farmaci selettivi, nuovi o già esistenti, contro i punti deboli del cancro. È il progetto Cancer Dependency Map, ed è anche l’appello pubblicato su Nature rivolto a scienziati e investitori, lanciato da un gruppo di ricercatori di alcune tra più importanti istituzioni scientifiche del mondo della genomica.

 

Una mole enorme di dati e 50 milioni di dollari

L’obiettivo di Cancer Dependency Map è individuare i farmaci esistenti o la messa punto di nuovi che combattano il cancro agendo selettivamente sui geni da cui dipendono funzioni indispensabili alla sopravvivenza delle cellule cancerose. Come trovarli? 'Spegnendo' i circa 20.000 geni e valutando l'attività di circa 10.000 farmaci migliaia di modelli di cancro, per misurare infine come le inattivazioni cambiano vitalità, morfologia, espressione genica delle cellule tumorali: una mole di dati enorme da raccogliere e analizzare, che richiede un investimento complessivo stimato tra i 30 e i 50 milioni di dollari in un decennio.

 

Tra i promotori del progetto c’è lo Human Technopole di Milano, che sarà la prima istituzione scientifica italiana ad aderire all’iniziativa. “Quasi 15 anni fa scienziati e medici hanno deciso di caratterizzare i genomi dei tumori di migliaia di pazienti attraverso progetti su larga scala come il Cancer Genome Atlas e l’International Cancer Genome Consortium. Lo sviluppo e l’applicazione della maggior parte dei farmaci antitumorali approvati negli ultimi dieci anni hanno beneficiato dei dati generati da questi sforzi”, dice Iain Mattaj, direttore dello Human Technopole.

“Tuttavia - aggiunge Mattaj - meno di un quarto delle persone con i tumori più comuni beneficia oggi della medicina di precisione. Per questa ragione abbiamo deciso di aderire al progetto Cancer Dependency Map. In Human Technopole ci focalizzeremo sui tumori cerebrali, grazie alle competenze del nostro Centro di neurogenomica guidato da Giuseppe Testa, e su metodi computazionali e di data analysis".

 

Una sfida possibile

"Il nostro obiettivo è audace: vogliamo valutare in laboratorio l'effetto dei farmaci e l'intervento sui geni in ogni possibile tipo di cancro e rendere i dati accessibili ai ricercatori e agli esperti di intelligenza artificiale di tutto il mondo”, dice Francesco Iorio, bioinformatico group leader al Centro di ricerca in Biologia computazionale dello Human Technopole e group leader al Wellcome Sanger Institute, tra i promotori della Cancer Dependency Map. Ma finalmente le tecnologie che oggi abbiamo a disposizione, dall'editing del genoma con la tecnologia CRISPR-Cas9 all'informatica, rendono possibile questa sfida. "A condizione - riprende Iorio - di avere risorse e ricercatori a sufficienza: per questa ragione oggi lanciamo questa 'chiamata alle armi' ai nostri colleghi e a possibili finanziatori. Il contributo dei bioinformatici sarà molto importante: non solo perché solo grazie ai computer saremo capaci di leggere, conservare ed elaborare l'enorme mole di informazioni derivanti da questo progetto, ma anche perché dovremo fare in modo che tutti i centri coinvolti raccolgano dati secondo standard appositamente creati che li rendano comparabili tra loro e integrabili".

 

30 bersagli molecolari per la fase pilota

Il progetto Cancer Dependency Map ha già avviato una fase pilota: sono stati analizzati decine di tipi di cancro differenti e questo lavoro ha già portato alla scoperta di più di 30 bersagli farmacologici su cui sono già stati avviati studi clinici. I dati di questa fase di sviluppo sono oggi consultati quotidianamente da circa 1.500 ricercatori in oltre 100 paesi.

 

Dipendenza o vulnerabilità

Perché il progetto si chiama Cancer Dependency Map? In oncologia, una dipendenza è un gene, una proteina o un'altra caratteristica molecolare da cui dipende, appunto, un tumore per crescere. Si potrebbe definire, in italiano, una vulnerabilità. Un esempio di dipendenza sono i geni che stimolano direttamente la riproduzione delle cellule tumorali o che regolano la produzione di proteine necessarie a far crescere il tumore. Ecco, il progetto Cancer Dependency Map intende mappare in maniera sistematica queste vulnerabilità, intervenendo direttamente su ciascun gene e proteina e misurando cosa succede nelle cellule tumorali dopo gli interventi, in migliaia di modelli di cancro diversi, nelle diverse fasi dello sviluppo della malattia e in diversi quadri clinici. Per queste ragioni, il progetto rappresenta un passo in avanti rispetto agli studi di sequenziamento genetico dei tumori realizzati sinora: perché non si limita a mappare il loro DNA ma, indaga cosa succede se si interviene sul DNA.

 

Lo studio si avvierà espandendo, rispetto alla fase pilota, la gamma di farmaci e manipolazioni genetiche utilizzate negli esperimenti. Gli strumenti di intervento sul genoma come CRISPR possono mettere fuori uso i geni, attivarne e disattivarne l'espressione e persino manipolare le sequenze genetiche. Tutto questo si può fare su molti tipi di tumore e contesti cellulari (come in presenza di cellule immunitarie e di altre cellule non cancerose). L'evoluzione più impegnativa del progetto sarà, in un secondo momento, l'espansione del numero di modelli di cancro studiati (linee cellulari e organoidi) rispetto al progetto pilota, che ha esaminato circa 1.000 linee di cellule tumorali.

 

Il progetto raccoglierà anche dati oggi insufficienti o non disponibili, come le caratteristiche genetiche di cancro comuni nelle popolazioni non di discendenza europea, dei tumori resistenti ai farmaci, dei tumori negli stadi iniziali della malattia e dei tumori rari o pediatrici. Saranno ricercate, inoltre, nuove strade terapeutiche: per esempio l’identificazione di bersagli farmacologici che provocano senescenza, una condizione in cui le cellule vivono ma non si riproducono più.