Comprendere non solo quali siano le vulnerabilità genetiche delle cellule tumorali, ma anche i meccanismi biologici che le determinano, per arrivare a prevederle in tumori ancora inesplorati. È questo l’obiettivo di PRECISE (Predictive Relationships Explaining Cancer Genetic Interactions and Synthetic Essentiality), il nuovo consorzio europeo di cui Human Technopole è co-fondatore. L’iniziativa nasce con l’ambizione di superare un approccio finora prevalentemente descrittivo allo studio delle dipendenze tumorali. PRECISE è la prima iniziativa coordinata a livello europeo dedicata a comprendere, modellare e prevedere queste vulnerabilità. La visione scientifica del consorzio è stata illustrata in un articolo pubblicato lo scorso luglio su Nature Genetics.
Negli ultimi anni, la genomica funzionale del cancro ha permesso di costruire mappe sistematiche delle dipendenze genetiche dei tumori, le cosiddette Cancer Dependency Maps. Queste risorse hanno trasformato la ricerca oncologica, consentendo di individuare alcuni dei punti deboli delle cellule tumorali e aprendo nuove prospettive per la scoperta di bersagli terapeutici e lo sviluppo della medicina di precisione. Queste mappe presentano però un limite importante: descrivono le dipendenze genetiche osservate, spiegando solo in parte i meccanismi biologici che le determinano. Soprattutto, non permettono di prevedere se e quando una determinata vulnerabilità possa emergere in contesti tumorali che non sono ancora stati studiati sperimentalmente.
È proprio su questo terreno che interviene PRECISE. Il consorzio integrerà genomica funzionale, esperimenti di perturbazione controllata delle cellule tumorali, dati multimodali e intelligenza artificiale per sviluppare modelli predittivi in grado di spiegare perché una specifica vulnerabilità si manifesta in un determinato tumore e di prevederne la presenza anche in tumori non ancora caratterizzati sperimentalmente.
All’interno del progetto, Human Technopole contribuisce con quattro gruppi di ricerca guidati da Francesco Iorio, Andrea Sottoriva, Piero Carninci e Nereo Kalebic. Le diverse competenze messe in campo spaziano dalla biologia computazionale alla genomica funzionale, dalla farmacogenomica all’evoluzione del cancro, fino all’applicazione dell’intelligenza artificiale alle scienze della vita. Iorio è inoltre tra gli ideatori della visione scientifica alla base della nascita di PRECISE, che punta così a compiere un passo ulteriore nella ricerca oncologica: non limitarsi a descrivere le vulnerabilità dei tumori, ma comprenderne le cause e arrivare a prevederle.
“La biologia del cancro sta entrando in una nuova era: quella predittiva. PRECISE riunisce le principali competenze europee in genomica funzionale, intelligenza artificiale e biologia computazionale per passare dalla descrizione delle vulnerabilità tumorali alla loro previsione. 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” spiega Francesco Iorio, Senior Research Group Leader di Human Technopole. “Uno dei nostri obiettivi è quello di diminuire significativamente il numero di pazienti oncologici il cui genoma non fornisce attualmente indicazioni per terapie mirate”.
Una delle caratteristiche distintive di PRECISE è la stretta integrazione tra modelli computazionali ed esperimenti biologici. Le previsioni generate dai modelli computazionali basati sull’intelligenza artificiale guideranno infatti nuovi esperimenti in laboratorio, mentre i risultati sperimentali contribuiranno a migliorare progressivamente la capacità dei modelli di interpretare la complessità del cancro.
Il direttore della Fondazione Human Technopole Marino Zerial sottolinea: “La biologia non ha più un problema di scarsità di dati, ma di capacità di interpretarli. Comprendere i meccanismi che governano le vulnerabilità dei tumori è il passaggio necessario per trasformare i dati in modelli predittivi e nuove opportunità terapeutiche. PRECISE rappresenta esattamente questo cambio di paradigma e riflette pienamente la visione di Human Technopole: integrare competenze e approcci diversi a livello europeo per affrontare sfide che nessun istituto potrebbe sostenere da solo e accelerare il trasferimento della ricerca ai pazienti”.