Come la biotecnologia si sta preparando a sradicare le malattie
Nel prossimo decennio la ricerca ha il potenziale per creare nuovi strumenti diagnostici, farmaci e vaccini efficaci. Ma i progressi nelle tecnologie di ingegneria genetica aprono delle discussioni.
di Andrea De Tommasi
L’invecchiamento come l’ultimo grande nemico da sconfiggere. È il terreno più ambizioso, forse anche quello più spericolato, sul quale un certo numero di aziende biotecnologiche si confronterà nei prossimi anni. Il 2022 è stato un anno importante per la ricerca sulla longevità nel campo della biotecnologia. Miliardari come Jeff Bezos e Vitalik Buterin stanno investendo in startup anti-aging, ma anche Paesi come il Giappone puntano al bersaglio grosso: farmaci e terapie geniche che invertano l’invecchiamento degli umani. Il “ringiovanimento medico” è anche l’obiettivo di Richard Klausner di Altos Labs, società di ricerca finanziata dai grandi investitori della Silicon Valley, che qualche mese fa ha mostrato i dati degli esperimenti condotti nel suo laboratorio, in cui topi malati erano tornati in salute grazie a tecnologie di “riprogrammazione cellulare”. Gli esperimenti si sono rivelati promettenti e hanno spronato altri gruppi di scienziati a perseguire un approccio simile in diversi modelli animali. Tuttavia la biologia del ringiovanimento applicata alle cellule umane rimane enigmatica, nella migliore delle ipotesi.
In questi giorni sono invece emersi segnali che la tecnologia mRNA (quella usata per i vaccini anti-Covid) permetterebbe di creare vaccini personalizzati contro il cancro. Moderna ha reso noto i risultati della seconda fase di sperimentazione del vaccino mRNA-4157/V940, usato in combinazione con la terapia immunologica Keytruda. Il Ceo di Moderna, Stephan Bancel, ha spiegato: "L'mRNA ha segnato una svolta per il Covid-19 e ora, per la prima volta in assoluto, abbiamo dimostrato il potenziale della medesima tecnologia con gli esiti del nuovo studio clinico sul melanoma”. Il risultato è che con il vaccino il rischio di recidiva o di morte, rispetto al solo trattamento immunologico, si è ridotto del 44%. “Inizieremo ulteriori studi sul melanoma e su altre forme di cancro con l'obiettivo di proporre ai pazienti trattamenti antitumorali veramente personalizzati”, ha annunciato Bancel.
I vaccini mRNA, secondo i sostenitori, hanno il potenziale per alterare le terapie attuali per un’ampia gamma di malattie e il campo si sta espandendo. Lo scorso gennaio Moderna ha iniziato una sperimentazione umana di un vaccino contro l’Hiv. Sebbene il vaccino abbia ridotto il rischio di infezione nelle scimmie di circa l’80%, non è un compito facile: l’Hiv è un bersaglio ostico a causa della sua complessità e la sfida principale è conoscere l'antigene, la sostanza che induce la risposta immunitaria del corpo per combattere il virus. La vaccinazione mRNA fornisce una rinnovata speranza anche per trattare malattie autoimmuni o neurodegenerative. Biontech, la startup tedesca che ha contribuito allo sviluppo del vaccino Pfizer, sta utilizzando una tecnica per combattere la sclerosi multipla: il sistema immunitario rimuove progressivamente l’isolamento dalle fibre nervose nella sclerosi multipla producendo danni lenti e irreparabili. La strategia su cui si sta lavorando potrebbe rivelarsi efficace e adattabile a ciascun paziente.
Questa convergenza delle biotecnologie con l’informatica e l’intelligenza artificiale potrà favorire anche un altro processo: l’immissione più rapida di farmaci sul mercato. Alex Peterson, esperto di biotecnologie di McKinsey, in un approfondimento pubblicato dalla società di consulenza, illustra il concetto: “Potremmo essere in grado di avere farmaci in un decimo del tempo, dalla scoperta della malattia alla capacità di curare i pazienti. Oggi, molte malattie semplicemente non hanno alcun trattamento. Fondamentalmente, avremo farmaci che cambiano la vita, su una scala e a un ritmo che non abbiamo mai visto prima, arrivando al paziente giusto al momento giusto”. È la promessa della medicina personalizzata: curare quel paziente, con quella malattia, in quello stadio specifico. Un altro esperto di McKinsey, Christoph Sandler, racconta quali condizioni faciliteranno questo processo: “In un futuro non così lontano, potremmo raccogliere dati sulla salute attraverso diversi input: dai dispositivi indossabili, dalle nostre cartelle cliniche elettroniche o dalla ricerca clinica. E avremo l'opportunità, su base volontaria, di caricare questi dati in un sistema di archiviazione dei dati centrale, sicuro e affidabile”.
L’editing del genoma è di grande interesse nella prevenzione e nel trattamento delle malattie umane. Pensiamo all’editing genetico delle varianti di Crispr, che sono significativamente più efficienti e sicuri rispetto ai loro predecessori. CrisprOFF, ad esempio, utilizza i meccanismi dell’epigenetica per attivare e disattivare i geni in modo reversibile senza tagliare o alterare il gene stesso; il prime editing, così versatile da essere stato aggiornato per modificare accuratamente fino a 10mila lettere di Dna in una varietà di cellule; il twin prime editing, con il potenziale per riscrivere interi geni. Queste tipologie avanzate di Crispr ora consentono ai ricercatori di affrontare anomalie genetiche in precedenza non curabili. Sorgono preoccupazioni etiche quando l'editing del genoma, utilizzando tecnologie come Crispr-Cas9, viene utilizzato per alterare i genomi umani. Le modifiche apportate ai geni negli ovociti o negli spermatozoi o ai geni di un embrione potrebbero essere trasmesse alle generazioni future. La modifica del genoma delle cellule e dell'embrione solleva una serie di sfide, ad esempio se sia consentito utilizzare questa tecnologia per migliorare i normali tratti umani (come l'altezza o l'intelligenza). Sulla base delle preoccupazioni relative all'etica e alla sicurezza, l'editing del genoma delle cellule germinali e dell'embrione è attualmente illegale in molti Paesi. Altri filoni di ricerca hanno invece abbandonato completamente Crispr affidandosi invece a un sofisticato meccanismo batterico per modificare milioni di sequenze di Dna senza rompere un singolo filamento.
Intanto l’intelligenza artificiale sta aiutando nella scoperta di nuove proteine, note come anti-Crispr, che potrebbero evitare effetti collaterali dannosi. DeepMind e l’Università di Washington hanno sviluppato un’Ai in grado di sviluppare una proteina basandosi esclusivamente sul suo codice genetico. Gli impianti cerebrali alimentati dall’Ai si sono rivelati in grado di combattere la depressione, curando il dolore cronico e convertendo gli impulsi elettrici del cervello. Anche sull’Alzheimer sono allo studio terapie per affrontare e contenere la malattia.
Resta da vedere se la tecnologia può affrontare alcuni dei nostri disturbi più difficili, ma il settore è in piena espansione. Un esperimento della Università College London ha fatto un passo avanti modificando un gene difettoso nel fegato che danneggia il cuore e i nervi. A differenza dei tentativi precedenti, l’apparato Crispr è stato immesso nel flusso sanguigno in una singola infusione per disattivare il gene riducendo significativamente la produzione della proteina mutante. Un altro esperimento ha preso di mira un gene difettoso che causa la cecità: i volontari sono stati in grado di migliorare la loro percezione della luce iniettando direttamente la terapia nella retina. Alphabet, la società madre di Google, ha fondato i suoi Laboratori isomorfi per lanciarsi alla scoperta di nuovi farmaci.
Se osserviamo il panorama attuale della biotecnologia nel mondo, arriviamo a una conclusione: in Europa, le aziende biotecnologiche stanno crescendo a un ritmo rapido. I fattori chiave che rendono il mercato europeo delle biotecnologie più attraente per gli investitori sono l'abbondanza di talenti di alto livello, potenti centri di ricerca, competenze del settore per supportare la scienza di base e le innovazioni. La maggior parte delle aziende biotecnologiche europee ha sede in Francia, Germania e Regno Unito. È interessante notare che la maggior parte delle aziende biotecnologiche negli Stati Uniti si è concentrata su medicinali basati su terapie avanzate. Al contrario, il mercato europeo si è focalizzato come prodotto chiave sulla produzione di vaccini. Un’altra grande sfida delle biotecnologie: come prevenire e affrontare la prossima pandemia.