Molte piccole differenze portano a grandi variazioni

I farmaci non sono ugualmente efficaci per tutte le persone. In una certa misura, ciò è dovuto al fatto che le persone assorbono un principio attivo in modo diverso nel loro organismo. Se questa sia la causa principale delle differenze individuali o una delle tante cause non è stato ancora studiato.

I ricercatori del gruppo guidato da Ruedi Aebersold, professore di biologia dei sistemi presso l'ETH di Zurigo, hanno ora fatto luce sull'oscurità, come riferiscono nella rivista scientifica pagina esternaSistemi cellulari relazione. Utilizzando misurazioni dettagliate di proteine e prodotti metabolici in esperimenti di coltura cellulare, sono riusciti a dimostrare che le differenze individuali negli effetti non possono essere attribuite a un singolo fattore o a pochi fattori. Piuttosto, i ricercatori hanno trovato un gran numero di piccole differenze molecolari, che insieme causano le grandi variazioni.

Studio di agenti per la riduzione del colesterolo

I ricercatori hanno analizzato le differenze di effetto sulla base della regolazione del colesterolo in quattro diverse linee cellulari umane. Hanno analizzato in che misura le cellule reagiscono in modo diverso a vari farmaci che influenzano l'equilibrio del colesterolo. In collaborazione con l'ETH Uwe Sauer, gli scienziati hanno utilizzato metodi di biologia dei sistemi, proteomica e metabolomica: hanno misurato e confrontato le concentrazioni di un numero molto elevato di proteine e prodotti metabolici diversi nelle cellule in momenti specifici.

Come si è scoperto, ogni linea cellulare ha reagito in modo diverso ai farmaci. "Tuttavia, non si trattava - come ci si sarebbe potuto aspettare - del fatto che una linea cellulare semplicemente assorbe più farmaco di un'altra o che una cellula manca di un meccanismo di regolazione centrale che è presente in un'altra", afferma Peter Blattmann, postdoc nel gruppo di Aebersold e primo autore dello studio. Invece, gli scienziati sono riusciti a dimostrare che molti enzimi e molte delle complesse vie di reazione biochimica di una cellula contribuiscono alle differenze.

Applicazione nella medicina del cancro

"I nostri risultati chiariscono che non è sufficiente misurare semplicemente l'assorbimento di un farmaco in una cellula, come spesso è stato fatto in passato, per indagare le differenze individuali di effetto", afferma Blattmann. "È necessaria una visione d'insieme e dobbiamo anche esaminare e cercare di comprendere i processi molto più complessi che avvengono nelle cellule, anche attraverso la modellazione al computer, come stiamo facendo nel nostro lavoro".

Differenze individuali ancora più significative rispetto all'effetto dei farmaci ipocolesterolemizzanti sono note dalla medicina oncologica. Tra i farmaci più moderni, in particolare, ve ne sono alcuni che funzionano bene solo in un piccolo gruppo di pazienti. "Con un approccio di biologia dei sistemi, come quello utilizzato nel nostro studio, potremmo anche cercare di prevedere quali pazienti risponderanno a un farmaco antitumorale e quali no", afferma Blattmann.