Modelli al computer contro la resistenza microbica in aumento
Eliminando decine di migliaia di esperimenti manuali in laboratorio due professori dell’ Università di Houston (UH) stanno lavorando a un metodo per tagliare i tempi di sviluppo di nuovi antibiotici. Mentre le attuali pratiche durano più di un decennio, un sistema di modellizzazione computerizzata accelererà questo processo.
Vincent Tam, professore associato di Scienze Cliniche e Michael Nikolaou professore di Ingegneria Chimica e Biomolecolare, si stanno concentrando sui regimi di dosaggio per svelare quali siano quelli che hanno più probabilità di essere efficaci nella lotta contro l’infezione e quelli che non vale la pena di perseguire. Si spera che le aziende farmaceutiche possano quindi concentrare i loro test sugli schemi più promettenti.
Le loro scoperte di recente sono stati oggetto di un articolo di copertina intitolato “Un nuovo approccio per le valutazioni farmacodinamiche dei farmaci antimicrobici: nuove intuizioni nel regime della posologia“, che compare nella Public Library of Science PLoS Computational Biology. La rivista si propone di favorire la comprensione dei sistemi viventi – dalle molecole agli esseri umani – attraverso l’applicazione di metodi computazionali. Questo articolo espone i risultati di un impegno di tre anni che è stato inizialmente finanziato da una sovvenzione di 400 mila dollari della National Science Foundation.
“Con la resistenza microbica ai farmaci in aumento, vi è la necessità di sviluppare nuovi agenti antimicrobici rapidamente”, ha detto Tam. “Il nostro lavoro propone un nuovo metodo di calcolo che fornisce informazioni quantitative per l’interazione tra alcuni antibiotici e agenti patogeni. Attraverso la modellazione farmacodinamica, che studia gli effetti dei farmaci sugli organismi, il nostro obiettivo è quello di aiutare a sviluppare nuovi antibiotici e ottimizzare farmaci esistenti per frenare la prevalenza di batteri resistenti ai farmaci “.
L’approccio tradizionale allo sviluppo dei farmaci comporta una grande quantità di prove per tentativi ed errori, come la selezione empirica di una manciata di regimi di dosaggio per indagini cliniche tra centinaia di possibilità e poi solo il tempo dirà la loro efficacia. Tam e Nikolaou, tuttavia, stanno impiegando la modellazione e la simulazione al computer su come i batteri rispondano a diverse esposizioni ad una sostanza, concentrandosi su quale sia la dose che un paziente debba assumere, quanto spesso debba essere assunta e per quanti giorni. Le indagini successive con gli studi clinici possono prendere in considerazione quei metodi di dosaggio che hanno la più alta probabilità di successo.
L’ approccio di modellazione si basa su leggi fondamentali della natura, che vengono sfruttate per generare proiezioni future. E’ stato dimostrato che questo è un metodo più sicuro dell valutazione umana.
“Il nostro approccio ci dà la capacità di prendere in considerazione variabili in più, nel tentativo di sviluppare uno strumento computazionale più robusto che copra un ampio spettro di scenari rilevanti nello sviluppo di nuovi farmaci”, ha dichiarato Nikolaou. “Alcune aziende farmaceutiche stanno seguendo da vicino gli sviluppi, e noi stiamo raffinando un prototipo del modello, sotto forma di un programma informatico, da utilizzare in ambito clinico”.
