Un nuovo approccio per la cura dei tumori prostatici aggressivi: un brevetto IRB - IOR

Andrea Cavalli è ricercatore presso l’Istituto di ricerca in biomedicina (IRB) dal 2012 e, dal 2016, Direttore del laboratorio di Biologia Strutturale Computazionale. La sua ricerca integra metodi computazionali avanzati, come simulazioni di dinamica molecolare e tecniche di intelligenza artificiale, per comprendere come sequenza, struttura e dinamica definiscano la funzione delle biomolecole, con particolare attenzione alle interazioni antigene-anticorpo e allo sviluppo di nuove strategie terapeutiche. Concetta Guerra ha conseguito il dottorato all’IRB nel 2020 ed attualmente ricopre il ruolo di ricercatrice PostDoc nel laboratorio di Biologia Strutturale Computazionale. La sua attività combina approcci computazionali e sperimentali per studiare le modifiche post-traduzionali dei fattori di trascrizione coinvolti nel cancro, in particolare il carcinoma prostatico, e sviluppare terapie innovative a base di anticorpi.

Recentemente, in collaborazione con Giuseppina Carbone dell'Istituto oncologico di ricerca (IOR), hanno ottenuto un prestigioso finanziamento da parte di Innosuisse per il loro progetto innovativo intitolato “An antibody-based strategy targeting activated oncogenic ERG in prostate cancer”, dal quale è nata la startup MethylX, sostenuta dall’USI Startup Centre.

Andrea Cavalli, Concetta Guerra, qual è l’aspetto innovativo del vostro progetto e come siete arrivati a concepirlo?

"Il progetto nasce dall’idea di colpire un noto attore del carcinoma prostatico, il fattore di trascrizione ERG, sfruttando una sua vulnerabilità finora inesplorata. ERG è iperespresso in circa il 50% dei tumori prostatici, contribuendo a promuovere diverse caratteristiche di malignità, come l’aumento della proliferazione cellulare e la capacità di formare metastasi. Nonostante la sua rilevanza clinica, ad oggi non esistono terapie mirate contro ERG poiché, come altri fattori di trascrizione, manca di caratteristiche strutturali che lo rendano facilmente attaccabile dai farmaci tradizionali. In collaborazione con Giuseppina Carbone e Carlo Catapano dell’Istituto oncologico di ricerca (IOR), abbiamo scoperto che la metilazione di una specifica regione di ERG ne amplifica ulteriormente l’attività oncogenica. Allo stesso tempo, questa modifica genera una firma molecolare unica, assente nelle cellule sane, che rende ERG un bersaglio ideale per lo sviluppo di terapie altamente selettive. Grazie all’integrazione di Intelligenza Artificiale (IA), bioinformatica strutturale e nuove tecniche di ingegneria proteica, abbiamo sviluppato un anticorpo miniaturizzato capace di riconoscere selettivamente ERG metilato e bloccarne la funzione. Uno degli aspetti innovativi del nostro progetto è che l’anticorpo non viene somministrato come proteina pronta, ma sotto forma di DNA incapsulato in nanoparticelle, così che le cellule tumorali lo producano direttamente al loro interno. Questa combinazione di anticorpi di nuova generazione e tecnologie di terapia genica rappresenta una strategia pionieristica per trattare un sottogruppo ben definito di pazienti con cancro alla prostata avanzato. Inoltre, stiamo già lavorando per estendere lo stesso approccio ad altri fattori di trascrizione, costruendo così una piattaforma tecnologica in grado di rendere “bersagliabili” oncogeni tradizionalmente considerati “intrattabili”, grazie alle loro modifiche post-traduzionali".

Per quale motivo avete scelto di brevettare la vostra idea?

"Abbiamo deciso di brevettare questa tecnologia per tutelare un’innovazione che potrebbe avere un forte impatto clinico e per renderne possibile lo sviluppo industriale. La protezione intellettuale è fondamentale per attrarre investimenti e collaborazioni con partner farmaceutici, accelerando così la traduzione della nostra scoperta dal laboratorio alla clinica. Il brevetto costituisce la base per una startup solida, capace di sviluppare questa innovazione fino a trasformarla in un trattamento concreto per i pazienti".

In che modo la vostra idea potrà migliorare la diagnostica e la cura del cancro alla prostata? E cosa la differenzia dai metodi attuali?

"Oggi il cancro alla prostata avanzato è trattato soprattutto con terapie ormonali, chemioterapia e farmaci mirati ad alterazioni genetiche note, ma non esistono strategie in grado di colpire direttamente fattori di trascrizione oncogenici come ERG. La nostra tecnologia introduce un cambio di paradigma: l’anticorpo che abbiamo sviluppato riconosce selettivamente ERG metilato, offrendo nuove possibilità sia per la diagnostica di precisione, permettendo di identificare e stratificare con accuratezza i pazienti, sia per la terapia mirata. Invece di somministrare anticorpi già prodotti, utilizziamo DNA terapeutico veicolato in nanoparticelle, così che le cellule tumorali lo producano direttamente al loro interno: questo approccio aumenta efficacia e specificità, riduce gli effetti collaterali e rende la somministrazione più semplice e meno invasiva per il paziente. Questa strategia è anche una piattaforma: la combinazione di IA, ingegneria delle proteine e terapie geniche può essere estesa ad altri oncogeni considerati finora “inattaccabili”, aprendo nuove prospettive nella medicina di precisione".

Qual è stato il percorso che vi ha portato dalla scoperta scientifica al brevetto, e quali sono le prossime tappe per portare questa tecnologia ai pazienti?

"Il nostro percorso è iniziato con la scoperta, in collaborazione con Giuseppina Carbone e Carlo Catapano dello IOR, che la metilazione di ERG è un segno distintivo dei tumori prostatici più aggressivi. Questo risultato ci ha spinto a progettare anticorpi mirati utilizzando strumenti avanzati di Intelligenza Artificiale e modellistica strutturale, poi validati sperimentalmente. Quando i dati preliminari hanno confermato il potenziale terapeutico, abbiamo parlato con USI Transfer ed è nata l’idea della startup MethylX per accelerarne lo sviluppo. Attualmente, stiamo ottimizzando il sistema di somministrazione genica basato su DNA e nanoparticelle, con l’obiettivo di completare gli studi preclinici e avviare partnership industriali che possano supportare lo sviluppo clinico. Il nostro obiettivo è trasformare questa scoperta accademica in una terapia di precisione in grado di migliorare concretamente la prognosi dei pazienti".