Abbiamo visto il futuro dei farmaci, dentro il laboratorio che può dire addio alle cavie

Basilea, Svizzera – Entrando nel nuovo centro di sperimentazione medica (medica e non solo, come vedremo), l'Institute of Human Biology (IHB) di Roche a Basilea – uno spazio di oltre 23mila metri quadrati distribuiti su 8 piani e inaugurato alla fine di marzo – la sensazione è chiara: i 140 giovani ricercatori provenienti da più di 30 paesi, qui non si limitano a studiare malattie e biologia umana, ma le replicano e le ricostruiscono.

La clonazione, fughiamo subito ogni dubbio, non c’entra: a essere riprodotti non sono infatti organismi interi, ma organoidi, tessuti coltivati, sistemi “organo su chip”, modelli computazionali. Cioè particelle minuscole di corpo umano e riproduzioni, che – grazie ad algoritmi, macchinari ultrasofisticati e simulazioni – promettono di prevedere come reagirà una persona a un farmaco prima che lo assuma. Pura fantascienza, solo fino a pochi anni fa.

La scommessa è “replicare la biologia della malattia umana con una precisione senza precedenti, trasformando il modo in cui vengono sviluppati i farmaci", ha spiegato il direttore del centro, il neuroscienziato Azad Bonni. "Stiamo cercando di capire come il corpo umano è influenzato da una malattia e come può rispondere ai trattamenti. Costruendo sistemi che lo rappresentino davvero”.

Per decenni, la ricerca farmacologica si è basata su un presupposto: per capire che cosa succede nell’uomo, bisogna passare dagli animali. Un modello sicuramente imperfetto, ma necessario. Nel nuovo istituto concepito da Roche – frutto di un investimento di circa 100 milioni di franchi, quasi 110 milioni di euro, e parte di un piano più ampio da 1,4 miliardi – la biologia non è più l'unica protagonista, ma s’intreccia con ingegneria e scienza computazionale, all'interno di veri e propri “laboratori ibridi”.

“La scienza della vita è anche scienza computazionale: ogni essere umano genera enormi quantità di dati e grazie agli algoritmi oggi possiamo interpretarli. Ma soprattutto, possiamo costruire modelli che colleghino ciò che osserviamo in laboratorio a ciò che accade nei pazienti”, ha raccontato Gaudenz Danuser, co-direttore e responsabile del reparto Biologia computazionale dell'IHB.

Qui, dunque, l’intelligenza artificiale entra in gioco non solo come strumento di analisi, ma come motore di simulazione. Allo scopo di riuscire a testare virtualmente migliaia di ipotesi, selezionando le più promettenti e trasferendole poi negli apparati biologici. “Possiamo iniziare a prevedere quali esperimenti servono davvero”, spiegano gli esperti.

E questo significa accelerare l'intero processo di ricerca e sviluppo, riducendo (anche) il ricorso alla sperimentazione animale grazie al ricorso a modelli più “umani” ed efficienti.

Il cuore di questa trasformazione che potremmo davvero definire epocale sono gli organoidi, ossia strutture tridimensionali coltivate in laboratorio che replicano alcune funzioni degli organi umani. Non veri e propri organi, badate bene, ma modelli che ne imitano “sufficientemente” il comportamento, in modo da offrire un’alternativa valida ai sistemi di sperimentazione tradizionali.

Con quali vantaggi? Testare un farmaco su un sistema (quasi) umano riduce il rischio di errori quando si passa alla sperimentazione clinica. Inoltre, “gli organoidi possono concorrere alla riduzione della sperimentazione animale”, come ha ammesso la stessa senior principal scientist dell’IHB, Lauriane Cabon. “Ma dobbiamo essere realistici: un animale è un sistema completo e complesso ed è per questo ancora molto utile”.

Un organoide può infatti riprodurre una porzione di organismo, ma non l’intero organismo, ed è all'interno di questo che interagiscono anche il sistema immunitario, quello nervoso, la vascolarizzazione, organi diversi, influenzandosi a vicenda tra di loro.

All’orizzonte, quindi, non ci può essere la sostituzione immediata della sperimentazione sugli animali, ma una transizione graduale sì. “Stiamo provando a rendere organoidi semplici in sistemi sempre più complessi, aggiungendo componenti come cellule immunitarie o microbioma”, ha commentato una ricercatrice nei laboratori. Ed è qui che si aprono davvero nuove possibilità.

Più questi modelli diventano sofisticati, più emerge però anche una domanda che suona a dir poco paradossale, anche se cruciale: quanto possiamo davvero fidarci di una simulazione biologica? E che ruolo avranno gli stessi ricercatori all’interno di questo processo? “L’obiettivo”, ci dicono, “è dare più sicurezza nelle diverse fasi della ricerca e sviluppo, per portare i farmaci ai pazienti più velocemente e in maniera più efficiente”.

Sistemi modello umani di cancro del colon-retto, trattati con bispecifici per cellule T (a destra)

Roche’s Institute of Human Biology (IHB)

L’idea di fondo dell’IHB, a cui contribuiscono in maniera attiva sia i ricercatori medico-scientifici sia gli esperti di macchine e software, è costruire “veri” sistemi predittivi, in grado cioè di dire in anticipo se un farmaco funzionerà o meno e, soprattutto, come. “Vogliamo prevedere cosa succederà nell’uomo già nelle fasi iniziali della ricerca”, spiegano, “integrando sin da subito dati sperimentali, modelli computazionali e osservazioni cliniche”.

Nonostante le promesse ambiziose, però, la sperimentazione animale è destinata a rimanere un punto fermo, anche per ragioni regolatorie. “Non sappiamo di preciso quando non avremo più bisogno degli animali. E anche se le autorità stanno iniziando a riconoscere il valore di questi nuovi modelli, sarà necessario sviluppare un linguaggio e un’interazione comune anche tra scienziati, industria e legislatori”, ha osservato Cabon.

Più che nelle singole tecnologie, però, la vera novità dell’IHB sta nel modo in cui queste vengono “riunite” e messe a interfacciarsi tra loro. Questo infatti non è né un centro accademico, né un’unità R&D tradizionale (come internamente tengono molto a sottolineare), ma piuttosto uno spazio ibrido, dove discipline diverse lavorano su un obiettivo comune: “Non stiamo solo creando e condividendo conoscenza, ma stiamo sviluppando metodi che possano essere applicati direttamente nello sviluppo dei farmaci”, ha precisato il direttore Azad Bonni.

Significa che la ricerca non è più finalizzata a sé stessa, ma progettata fin dall’inizio per diventare applicazione pratica (cosa abbastanza “scontata” considerato il contesto in cui si sviluppa, cioè all’interno di un’industria farmaceutica che nel 2025 ha fatturato 61,52 miliardi di franchi svizzeri ed è particolarmente attiva nei settori Oncologia, Neuroscienze, Immunologia, Malattie Infettive, Oftalmologia e Diagnostica).

Nel racconto ufficiale, la direzione è chiara: The future is closer than you think (“Il futuro è più vicino di quanto immagini”). E anche se per ora gli organoidi non sostituiranno gli animali, e anche se le simulazioni non elimineranno - forse mai del tutto - l’incertezza, qualcosa è già cambiato ed è il modo in cui analizziamo e trattiamo la malattia: a partire da sistemi che integrano simulazione e sperimentazione e da modelli che non si limitano a osservare la biologia, ma la ricostruiscono.