Ricreare in un modello matematico le reti di geni e i processi che permettono al sistema di riparazione del Dna di funzionare.

Scienza e informatica, un binomio vincente per lo sviluppo di nuovi farmaci. Come nel caso della leucemia, in cui i ricercatori della Facoltà di Scienze e Tecnologie informatiche dell’Università di Bolzano hanno collaborato con un’équipe di medici della divisione di Patologia del dipartimento di Medicina dell’Università di Verona per ricreare in un modello matematico le reti di geni e i processi che permettono al sistema di riparazione del Dna di funzionare. In particolare, il team di ricercatori di Bolzano ha analizzato i dati sulla leucemia come base per lo sviluppo di farmaci efficaci. La leucemia è uno dei tipi di cancro in cui i percorsi di riparazione del Dna sono interrotti, portando all’instabilità del genoma. A tale scopo, gli informatici hanno dovuto utilizzare modelli matematici per rappresentare la complessa rete di geni e il sistema di riparazione del Dna. Questa rete può far luce non solo su come le cellule riconoscono e rispondono alle mutazioni, ma anche potenzialmente sulla possibilità di controllare i geni coinvolti nel processo di riparazione.

Lo studio ha coinvolto l’analisi del trascrittoma di un modello cellulare di leucemia mieloide cronica (LMC). Al centro dello studio era il farmaco imatinib, nuovo antitumorale che il team di Verona sta studiando. “Per analizzare i dati c’è la necessità di disporre di un certo numero di esperti”, spiega la ricercatrice Paola Lecca, che ha guidato il progetto interdisciplinare DAQETA-CML per la Facoltà di Scienze e Tecnologie informatiche. “Il nostro compito è stato quello di sviluppare tecniche di analisi statistica e ontologica, per identificare i geni alterati nei pazienti con leucemia mieloide cronica, modificati dal trattamento farmacologico, e dalle modalità geniche naturali di riparazione del Dna”, aggiunge.

“L’obiettivo era identificare quali geni risultano alterati in pazienti affetti da leucemia e ricostruire la loro rete di interazioni”, chiarisce la ricercatrice Paola Lecca, “sappiamo infatti che i nostri geni sono in costante “modalità di riparazione” per riparare i geni malati. Quindi, se un tumore cresce, il sistema di difesa della cellula stessa cerca di attaccarlo”. La sfida era se fosse possibile imparare dal funzionamento dei geni oncosoppressori come progettare e utilizzare efficacemente un farmaco antitumorale. “Il modo in cui geni oncosoppressori difendono la cellula può essere di ispirazione per lo sviluppo di nuovi farmaci e per comprensione dei meccanismi con cui i farmaci attuali sono responsabili di effetti collaterali” commenta Paola Lecca. Il team di ricerca della Facoltà di Informatica coinvolto nella ricerca è composto dai professori Diego Calvanese e Bruno Carpentieri e dai ricercatori Alessandro Mosca e Paola Lecca. Per il progetto hanno collaborato con un’équipe medica della Divisione di Patologia del Dipartimento di Medicina dell’Università di Verona, guidata dal professor Claudio Sorio. L’articolo “Dynamic Modelling of DNA Repair Pathway at the Molecular Level: A New Perspective”, che riporta i risultati della ricerca, è stato pubblicato sulla rivista International Journal of Molecular Sciences.

Lella Simone