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L'essere umano virtuale fornisce informazioni sull'efficacia di un farmaco HIV

Struttura virus HIV


Simulare un farmaco su un essere umano fisiologico virtuale

Scienziati finanziati dall'UE hanno utilizzato un prototipo di «essere umano fisiologico virtuale (VPH)» per simulare l'efficacia di un farmaco HIV nel bloccare una proteina fondamentale utilizzata dal virus.

Il concetto di VPH prevede il collegamento di reti informatiche a livello mondiale per simulare il funzionamento interno del corpo umano. Così facendo, gli scienziati sono in grado di studiare gli effetti di un farmaco, rendendosi conto di quello che accade al livello degli organi, dei tessuti, delle cellule e delle molecole.

Attualmente, l'essere umano fisiologico virtuale è ancora nelle prime fasi di sviluppo, ma i ricercatori si augurano che alla fine i medici potranno utilizzarlo per formulare cure personalizzate per i propri pazienti.

In quest'ultimo studio, gli scienziati dello University College di Londra (UCL) nel Regno Unito hanno effettuato delle simulazioni per prevedere con quanta forza il saquinavir, un farmaco inibitore dell'HIV, si legherebbe a tre versioni di una proteina virale denominata proteasi HIV-1. Questa proteina è utilizzata dal virus per propagarsi e forme mutate della stessa sono associate alla resistenza al saquinavir. I risultati sono pubblicati nella rivista «Journal of the American Chemical Society».

Il saquinavir è solo uno dei nove farmaci studiati per bloccare la proteasi HIV-1.
Attualmente, i medici non hanno modo di adeguare il farmaco alle mutazioni del profilo del virus in ciascun paziente, ma si limitano a prescrivere un ciclo di cure e a verificare se funzionano analizzando la risposta immunitaria del paziente.

In futuro, questi metodi «sperimentali» si potrebbero eliminare se i medici utilizzassero il VPH per valutare quali farmaci sarebbero più efficaci per un dato paziente. Tuttavia, la potenza di calcolo necessaria per gestire questo tipo di simulazioni è immensa; per quest'ultimo studio, la sequenza di simulazioni è stata effettuata attraverso diversi supercomputer su National Grid Service (Regno Unito) e TeraGrid (USA).

Il lavoro si è svolto in due settimane e ha richiesto la stessa potenza di calcolo necessaria per effettuare una previsione meteorologica a lungo termine. Gli scienziati si augurano che in futuro i progressi tecnologici consentano di ridurre i costi di queste simulazioni, affinché i servizi sanitari possano permettersi di pagarle.

«Questo studio rappresenta un primo passo verso l'obiettivo finale del calcolo medico "a richiesta", dove i medici un giorno potranno "prendere a prestito" il tempo di supercalcolo dalla rete nazionale per prendere decisioni cruciali in merito a cure salvavita» ha spiegato il Professor Peter Coveney dell'UCL, che ha guidato la ricerca.

«Ad esempio, nel caso di un paziente HIV un medico potrebbe effettuare un test per stabilire il genotipo del paziente e successivamente classificare l'efficacia dei farmaci disponibili a fronte di quel profilo, sulla base di una rapida serie di simulazioni su vasta scala, che gli consentono di adattare la cura di conseguenza.»

Il Professor Coveney e la sua équipe stanno prendendo in esame tutti i farmaci inibitori della proteasi nello stesso modo.

L'UE ha sostenuto lo studio tramite il progetto ViroLab («A virtual laboratory for decision support in viral diseases treatment»), finanziato nell'ambito dell'area tematica «tecnologie della società dell'informazione» del Sesto programma quadro.

Intanto, il Professor Coveney partecipa anche all'iniziativa VPH, finanziata con 72 Mio EUR dal Settimo programma quadro (7°PQ) e intesa a promuovere la collaborazione tra medici e scienziati nel valutare la possibilità di cure mediche specifiche per paziente, basate sui più recenti metodi di modellazione e simulazione.

Fonte: Cordis (10/02/2008)
Pubblicato in Biochimica e Biologia Cellulare
Tag: HIV-1, VPH, Grid, ViroLab
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