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L’approvazione di un farmaco per la commercializzazione prevede, in ultima analisi, che i benefici superino grandemente i potenziali effetti collaterali e, soprattutto, significa garantire che le complicanze più gravi vengano evitate, letteralmente a qualsiasi costo. Ma nonostante gli sforzi profusi per evitare tali conseguenze, le reazioni avverse ai farmaci sono ancora la quinta causa di morte nell’UE.
Le complicanze cardiache sono tra i primi effetti indesiderati da escludere prima della commercializzazione di un farmaco, anche se questo non ha evitato che centinaia di medicinali venissero associati a tali effetti e ritirati dal mercato negli ultimi sessant’anni. L’industria farmaceutica subisce pressioni per fornire valutazioni più affidabili, ma le tecnologie e le metodologie attuali presentano ancora alcuni difetti.
Sono proprio questi che il progetto MAREP, finanziato dall’UE e sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca (CER), intende affrontare. «La piattaforma MAREP unisce sistemi commerciali esistenti a matrice di microelettrodi (MEA, Microelectrode Array) e una tecnologia laser innovativa», afferma Francesco De Angelis, beneficiario della sovvenzione del CER. «Sfruttiamo laser a impulsi ultracorti ed elettrodi nanoporosi per creare pori sulla membrana cellulare in maniera altamente localizzata, consentendo un contatto diretto tra l’elettrodo MEA e il compartimento cellulare interno (il citosol). In altre parole, quando la cellula cardiaca attiva un potenziale d’azione, l’elettrodo è in grado di registrare direttamente le correnti ioniche transmembrana.»
Per verificare le prestazioni della tecnologia, il team di ricerca ha analizzato vari modelli di cardiomiociti di derivazione umana provenienti da cellule staminali pluripotenti umane. Successivamente, ha impiegato numerosi farmaci e composti inclusi nell’elenco riconosciuto a livello internazionale rilasciato dal consorzio Comprehensive in vitro Proarrhythmia Assay (CiPA).
Molteplici vantaggi
De Angelis è stato molto soddisfatto del risultato: «La tecnologia MAREP ci ha permesso di rilevare con precisione elevata tutti gli effetti attesi delle molecole testate su modelli cardiaci differenti. Soprattutto, siamo riusciti a ottenere tale risultato impiegando una quantità esigua di campioni biologici e test indipendenti. Possiamo annunciare con sicurezza che MAREP permette di ridurre notevolmente il tempo e il denaro necessari per valutare la tossicità di un farmaco sulle cellule cardiache.»
Oltre a permettere sperimentazioni farmacologiche più rapide e più convenienti, il principale vantaggio di tale tecnica è la sua bassa invasività. Infatti, i pori formati sulla membrana cellulare sono così piccoli e transitori che questa può riformarsi in pochi minuti, senza riportare danni permanenti. Ciò spiega perché le valutazioni della sicurezza dei farmaci possono essere svolte sugli stessi campioni diverse volte dopo la somministrazione del farmaco candidato, permettendo contemporaneamente di valutare la cardiotossicità nel corso di diversi giorni o settimane.
Ma non si tratta dell’unico vantaggio. «MAREP permette anche di monitorare accuratamente e simultaneamente i segnali elettrici di un gran numero di cellule cardiache in sincizi bidimensionali. La soluzione unisce ampi set di dati ad alta precisione per fornire una significatività statistica elevata, con una forte parallelizzazione», spiega De Angelis.
Il progetto MAREP, concluso nell’aprile 2021, ha condotto alla creazione di una start-up, Foresee Biosystems, che si occupa della commercializzazione. L’azienda si baserà sul vantaggio competitivo generato da MAREP per mettere in commercio i suoi prodotti e servizi innovativi. Foresee Biosystems ha ricevuto investimenti di avvio pari a 500 000 euro da parte di investitori aziendali e spera di finalizzare il suo prodotto principale entro la fine del 2021, per commercializzarlo nei primi mesi del 2022. Il primo prodotto sarà uno strumento da banco per laboratori di ricerca e organizzazioni di ricerca su contratto, attivi nell’ambito della sicurezza di farmaci cardiaci e dell’elettrofisiologia cardiaca.
«Abbiamo anche iniziato a sviluppare una nuova piattaforma per tradurre la tecnologia di MAREP in screening ad alte prestazioni, un requisito delle aziende farmaceutiche. Svilupperemo e metteremo in commercio una piattaforma MAREP impiegabile come piastra per microtitolazione. Inoltre, offriremo screening per la sicurezza cardiaca dei farmaci come servizio», conclude De Angelis.