Scoperto un biomarcatore innovativo per la demenza
La demenza è un problema globale sempre più grave, che oggi colpisce 40 milioni di persone in tutto il mondo, una questa cifra destinata a raddoppiare ogni 20 anni. Solo in Europa, sono 8,8 milioni le persone interessate da questa patologia. Nonostante la demenza provochi gravi ripercussioni a livello personale e sociale, è tuttora difficile diagnosticarla in fase iniziale, poiché la comparsa dei sintomi clinici in genere avviene anni dopo l’insorgenza dei cambiamenti patologici e vi è una notevole sovrapposizione dei sintomi clinici tra le diverse cause di demenza.
Approccio integrativo per l’individuazione di biomarcatori
L’obiettivo del progetto MIRIADE(si apre in una nuova finestra), svolto con il supporto del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie(si apre in una nuova finestra), era accelerare la scoperta di nuovi biomarcatori per la demenza(si apre in una nuova finestra). «Abbiamo istituito un programma di ricerca e formazione unico nel suo genere per consentire approcci sanitari di precisione per la diagnosi precoce, il monitoraggio della malattia ed esiti terapeutici migliori», spiega la coordinatrice del progetto Charlotte Teunissen, del Centro medico dell'Università di Amsterdam(si apre in una nuova finestra).
Innovazioni con l’apprendimento automatico
Un risultato fondamentale del progetto MIRIADE è l’approccio integrativo all’analisi dei dati e all’individuazione di biomarcatori. Il consorzio ha unificato i dati omici(si apre in una nuova finestra) ricavati da campioni di liquido cerebrospinale e di sangue e ha trasmesso oltre 30 biomarcatori candidati per lo sviluppo. Inoltre, ha combinato l’analisi dei megadati, le tecnologie di analisi all’avanguardia e corsi di formazione per le competenze imprenditoriali, permettendo il progresso sia della scoperta scientifica che delle applicazioni cliniche. Gli strumenti di intelligenza artificiale sviluppati sono stati concepiti per aiutare i dottorandi e i ricercatori del progetto a restringere il campo delle proteine che valeva la pena studiare, tra le migliaia disponibili. Il gruppo di ricerca ha attinto ad alcune serie di dati esistenti, a revisioni della letteratura e a dati sperimentali raccolti nell’ambito del progetto stesso. In Lussemburgo, ad esempio, i ricercatori hanno applicato modelli statistici raffinati e tecniche di estrazione di testi. Grazie a questo approccio multistrato ai dati, i modelli di apprendimento automatico hanno potuto prevedere quali proteine fossero non solo biologicamente rilevanti, ma anche misurabili nel liquido cerebrospinale o nel sangue. L’IA è stata usata anche per un altro compito importante: valutare se una determinata proteina potesse essere rilevata usando anticorpi, ovvero reagenti che si legano alle proteine bersaglio. «Di solito questo processo richiede una serie di prove ed errori», spiega Teunissen. «Ma i modelli di intelligenza artificiale ci hanno aiutato a prevedere se un’interazione anticorpo-proteina avrebbe potuto funzionare prima ancora di testarla in laboratorio.» Per tre dei quindici dottorandi del progetto, l’IA non è stata solo un metodo di indagine, ma il fulcro della ricerca. I benefici del progetto MIRIADE si sono estesi ben oltre il suo lavoro originale. Questi modelli oggi sono usati come base per nuovi progetti nell’ambito della ricerca neurodegenerativa, offrendo un modo più intelligente per bersagliare i biomarcatori che funzionano in ambito clinico reale.
Convalida dei biomarcatori e sviluppo dei test
Grazie ai megadati, il progetto ha compiuto grandi progressi nello sviluppo di test per i biomarcatori e nella convalida clinica. Avvalendosi di tecnologie proteiche avanzate, MIRIADE è riuscito a sviluppare e convalidare clinicamente 16 biomarcatori. Tra quelli prioritari figuravano la dopamina decarbossilasi per la demenza, l’acquaporina-4 per la malattia di Alzheimer e i biomarcatori sinaptici(si apre in una nuova finestra) SNAP-25 e VAMP-2 nel sangue per la demenza frontotemporale e la malattia di Alzheimer.
Tradurre i risultati nella pratica clinica
Il trasferimento dei risultati di MIRIADE nella pratica clinica e nella diagnosi è già a buon punto. Biomarcatori come la dopamina decarbossilasi sono già stati implementati nelle sperimentazioni cliniche iniziali, mentre i test sulla pTau plasmatica sono in fase di valutazione prospettica. Sono inoltre previsti studi di convalida retrospettivi e prospettici per perfezionare l’applicazione clinica di altri biomarcatori. Il progetto ha realizzato inoltre una tabella di marcia completa per orientare lo sviluppo futuro dei biomarcatori, in cui rientrano le migliori pratiche per integrare i megadati, lo sviluppo dei test e la convalida clinica di questi dati, nonché gli approcci volti a promuovere la collaborazione tra le parti interessate per accelerare l’applicazione pratica dei biomarcatori. In prospettiva, MIRIADE continuerà a lavorare sul perfezionamento della convalida dei biomarcatori, sull’aumento della produzione di test e sulla ricerca di finanziamenti per far progredire le sue scoperte. MIRIADE sta dando forma a un futuro in cui la diagnosi tempestiva e il trattamento efficace miglioreranno significativamente gli esiti per i pazienti e ridurranno l’onere socio-economico della demenza in tutto il mondo.
