Il futuro della tossicologia passa anche per la trascrittomica

Le metodiche ad alto rendimento per analizzare l’attività genica, rappresentano uno strumento chiave per migliorare il profilo di sicurezza dei farmaci. Nel 2013 il fasiglifam, un farmaco che si prometteva come terapeutico nei confronti del diabete, era nella fase finale degli studi clinici, quando ci si accorse che i partecipanti al trial avevano sviluppato lesioni epatiche. La cosa interessante fu che né gli studi preclinici sugli animali né quelli di dimensioni ridotte di fase I e II in ambito clinico avevano evidenziato anomalie, che emersero solo nello studio di fase tre notoriamente più numeroso e anche costoso. Il fegato, quale principale sito del metabolismo dei
farmaci, è particolarmente vulnerabile ai composti che ne alterano la funzionalità e i danni farmaco-indotti sono tra le principali cause di fallimento dei trial clinici e del ritiro di un farmaco dal commercio. Si calcola che tra il 1953 e il 2013, il 18% dei farmaci ritirati dal commercio si sia reso responsabile di danni epatici. Il fasiglifam, assieme ad altre centinaia di composti, è stato incorporato dalla Cyprotex un’azienda specializzata in tossicologia, in un’apposita libreria di informazioni che dovrebbero aiutare nel prevedere gli effetti dannosi per il fegato, prima di giungere agli studi clinici. A questo scopo l’azienda ha unito le proprie forze con quella della Evotec leader nel settore della trascrittomica. Il focus era capire il ruolo della trascrittomica nell’indagare le lesioni indotte dai farmaci. In primo luogo si è provveduto al sequenziamento di centinaia di molecole di RNA messaggero, per comprendere quali funzioni cellulari fossero
attivate. Ogni composto che interagisce con le cellule, determina una risposta biologica individuabile dalla trascrittomica. Con questa metodica sono stati evidenziati potenziali effetti avversi del fasiglifam sulla funzione mitocondriale, sfuggiti durante gli studi preclinici. La trascrittomica dunque è fondamentale in tema di sicurezza per lo sviluppo dei farmaci, e può essere utile per ridurre i test animali, i costi ed i tempi. L’utilizzo ottimale della trascrittomica ad alto rendimento è quello su organoidi prodotti a partire da cellule umane. Naturalmente si sottolinea come questo approccio debba essere oggetto di preparazione e debba essere accurato e mirato, in quanto gli studi tossicologici sono soliti vagliare dosaggi diversi, in momenti differenti e con l’attenzione agli effetti multi-organo. In ragione della mole considerevole di dati che si ottengono mediante l’utilizzo della trascrittomica, Evotec ha elaborato un software che consente a ricercatori e biologi di non dover ricorrere ai bioinformatici per le analisi e l’interpretazione dei dati; il software infatti gli consente di fruire in autonomia dei dati e facilita il lavoro di reperimento quando la mole delle informazioni diviene troppo grande per le sole capacità gestionali proprie del cervello umano. Il software non è certo un punto di arrivo, ma un mezzo con il quale aiutare i ricercatori a indirizzare le loro indagini e invitarli a scavare più in profondità. A tutti i ricercatori viene rivolto un monito affinché sappiamo andare oltre le aspettative prefissate, facendo tesoro di tutti i possibili risultati che emergono e che potrebbero essere nuovi e inaspettati rispetto alle prerogative iniziali. La diversità in essere tra il metabolismo delle varie specie è una tra le più importanti ragioni della scarsa predittività della sperimentazione animale in ambito tossicologico. Si calcola che soltanto metà dei composti in grado di causare tossicità epatica vengano rilevati da studi su animali. In particolare il metabolismo epatico animale si è rivelato quello meno concordante con il corrispettivo umano, rispetto a tutte le altre forme di tossicità d’organo. Nonostante per i possibili candidati farmaci la legge richieda dei test su animali prima di procedere ai trial clinici, le cose stanno cambiando. Enti regolatori e legislatori si stanno adoperando per sostituire i test con metodologie che non utilizzino animali. L’EPA nel 2019 ha annunciato la volontà di porre fino all’esecuzione e al
finanziamento dei test sulla sicurezza chimica eseguiti sui mammiferi entro il 2035. Nel settembre 2021 il parlamento europeo ha votato una risoluzione non giuridicamente vincolante, che promuove la graduale eliminazione dei test animali nella ricerca e nella tossicologia. Benchè a detta degli autori i tempi non siano ancora maturi per avere a disposizione farmaci prodotti su larga scala senza test su animali, da più parti si sta lavorando per implementare le metodiche alternative e nei prossimi anni avremo a disposizione numerosi nuovi strumenti per migliorare e far progredire ulteriormente la ricerca senza test animali, che diverranno alla fine l’approccio standard anche per i test clinici di tossicità.

Nature research custom media, Evotec, Cyprotex. Transcriptomics brings new era of toxicology prediction. nature portfolio 2022. https://www.nature.com/articles/d42473-021-00552-2