#FasSalute. Glioblastoma multiforme, alla ricerca dei biomarcatori predittivi

PISA. È uno dei tumori più aggressivi, difficile da diagnosticare e da eradicare completamente a causa di un alto tasso di recidiva. Parliamo del glioblastoma multiforme, il tumore maligno cerebrale più comune, al centro del progetto di ricerca Gliomics, finanziato nell’ambito del bando Fas Salute della Regione Toscana. La ricerca vede la Scuola Normale Superiore di Pisa capofila di un partenariato che coinvolge anche Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia e Istituto Nazionale di Ottica del CNR. Come ci spiega il dottor Marco Cecchini, coordinatore del progetto e affiliato alla Classe di Scienze Matematiche e Naturali della Normale, l’obiettivo del progetto è di far lavorare insieme proteomica, genomica e metabolomica per arrivare a individuare biomarcatori predittivi di questo tipo di tumore, classificato come malattia rara, e di sviluppare una piattaforma di rivelazione ultrasensibile.

Circoscriviamo meglio l’area di ricerca di Gliomics
Il progetto ha due macro obiettivi: da una parte individuare un set di biomarker in grado di diagnosticare il glioblastoma, dall’altra lo sviluppo di un dispositivo per la diagnostica minimamente invasiva ad elevata sensibilità basato su questi biomarker. Le attività previste dal progetto si collocano nell’ambito applicativo delle scienze della vita, con l'utilizzo di metodiche, strumentazione e materiali tipici del settore delle nanotecnologie.

Il primo ostacolo, in questo tipo di tumori cerebrali, è la diagnosi
Esatto. La diagnosi precoce di malattie del cervello è oggi ostacolata dalla mancanza di biomarker specifici che possono essere rilevati nel sangue durante i controlli di routine. La fase asintomatica iniziale della malattia spesso porta ad una sua progressione verso un livello intrattabile prima che possa essere rilevata e diagnosticata. La mancanza di biomarker affidabili è imputabile principalmente alla presenza della barriera ematoencefalica (BBB) che isola il cervello dal resto del corpo. Di conseguenza, tutti i biomarker putativi che possono diffondersi al di fuori della BBB la oltrepassano solo in quantità minime, rendendo estremamente difficoltosa la loro individuazione e rilevazione quantitativa. Il glioblastoma è un tumore del cervello particolarmente aggressivo, che costituisce un chiaro esempio di questa situazione.

Qual è l’approccio che avete scelto e perché
In questo progetto promuoveremo la convergenza tra clinica, genomica, proteomica, biologia cellulare molecolare e nanotecnologia. Il fine ultimo, come dicevo, è lo sviluppo di un nuovo dispositivo point-of-care ultrasensibile per la rilevazione nei fluidi periferici di biomarker, sia nuovi che già conosciuti, per il glioblastoma multiforme. Poiché questa piattaforma tecnologica è progettata per la rilevazione simultanea di molteplici biomarker, ha un potenziale di impiego come strumento diagnostico per un'ampia varietà di patologie.

A quali si riferisce?
Ad esempio, si ipotizza che la malattia di Alzheimer, la principale causa di demenza, progredisca per decenni in gran parte senza sintomi prima della sua diagnosi, e una delle questioni cruciali per effettuare trattamenti efficaci è quella di sviluppare la tecnologia necessaria per rilevare livelli molto bassi di biomarker nello stadio precoce della malattia. Inoltre, prove convergenti effettuate sull'analisi molecolare del sangue hanno rivelato cambiamenti molecolari periferici anche nei principali disturbi psichiatrici come la schizofrenia, l'epilessia, depressione e disturbi bipolari, suggerendo che i biomarker in possesso di informazioni utili per la diagnostica e prognostica di queste patologie possono essere rilevati nel sangue in circolo.

Come lavorerete su questo progetto insieme agli altri partner?
Il gruppo proponente è quello della Scuola Normale, la cui attività principale sarà quella di sviluppare e testare la piattaforma diagnostica. Inoltre, in collaborazione con la Fondazione Pisana per la Scienza, si occuperà di rivelare nuovi biomarker, come ad esempio proteine o microRNA circolanti, nei fluidi periferici per il glioblastoma multiforme. Il Center of Nanotechnology Innovation (CNI, Pisa) dell’Istituto Italiano di Tecnologia si occuperà di ingegnerizzare un biosensore basato sul grafene, mentre l’Istituto Nazionale di Ottica del CNR (INO, Firenze) metterà a punto nuove tecniche spettroscopiche per la caratterizzazione molecolare del tumore in vivo.

Tutti i progetti finanziati su bando Fas salute prevedono anche la partecipazione delle imprese. Qual è il loro ruolo nel progetto?
Il ruolo delle aziende partecipanti è di fondamentale importanza per raggiungere gli obiettivi del progetto. La Kode Solutions fornirà le competenze di analisi software di grandi quantità di dati e permetterà di interpretare nel modo più rapido ed efficace possibile i dati di proteomica e genomica per l’individuazione dei nuovi marker molecolari di glioblastoma multiforme. La Rico, azienda leader per l’ingegnerizzazione di sistemi elettronici, fornirà soluzioni su misura per il funzionamento e l’automatizzazione delle piattaforme diagnostiche.

Che cosa vi aspettate in termini di risultati?
Tra i principali risultati attesi c’è senz’altro la caratterizzazione molecolare nello sviluppo del glioblastoma, uno step progettuale che prevede la caratterizzazione molecolare di tessuti, fluidi biologici e linee cellulari di glioblastoma umano e murino e l’individuazione di nuovi biomarker diagnostici. Contiamo inoltre di arrivare a completare la realizzazione di un prototipo e la validazione clinica della piattaforma diagnostica integrata ad elevatissima sensibilità per i biomarker di glioblastoma. Infine, in parallelo, vorremmo arrivare allo sviluppo di metodologie ottiche innovative per diagnostica in vivo ed ex vivo su tessuto cerebrale e lo sviluppo e la caratterizzazione di nuovi modelli animale di glioblastoma.

E in quali termini e con che tempi questi risultati potrebbero avere una ricaduta diretta sulle persone e sul Servizio Sanitario?
Sebbene attualmente non vi sia una tecnologia che permetta una diagnosi precoce della malattia, sono stati identificati una serie di marcatori putativi: la loro individuazione dopo la diagnosi sarebbe uno strumento utile per monitorare l’evoluzione del tumore durante il trattamento, fornendo preziose informazioni prognostiche sulla risposta ad una data terapia e aiutando i medici a separare i pazienti in gruppi terapeutici distinti per consentirne un trattamento ottimale, direi personalizzato, razionalizzando i costi.

Il bando regionale Fas Salute. Gliomics è uno dei 5 progetti che si sono aggiudicati il co-finanziamento pubblico a seguito dello scorrimento della graduatoria del Bando Fas Salute 2014, indetto da Regione Toscana per sostenere la ricerca in materia di qualità della vita, salute dell'uomo, biomedicale e industria dei farmaci innovativi. Complessivamente la Regione trasferirà ai beneficiari dei 21 progetti presentati in adesione al Bando oltre 17 milioni di euro.