Nonostante il continuo perfezionamento delle tecniche tradizionali di chemioterapia e radioterapia, sono stati fatti progressi grazie a farmaci che colpiscono specifiche proteine oncogene e all’immuno-oncologia. Tuttavia, la battaglia contro la maggior parte dei tumori è tutt’altro che vinta. Ciò è dovuto principalmente alla rarità e alla diversità delle alterazioni genetiche trattabili con i farmaci, nonché alla limitata efficacia delle terapie mirate, alla resistenza acquisita e alla complessa eterogeneità dei tumori.
L’attenzione convenzionale sulle cellule tumorali mutanti trascura la complessità dei tumori come ecosistemi, in cui le cellule maligne esistono all’interno di un microambiente di cellule normali ma corrotte, contribuendo così alla diversità fenotipica o “plasticità”. Le metastasi, causa di oltre il 90% dei decessi per cancro, sono un risultato, sempre più compreso, dei normali programmi rigenerativi cooptati dalle cellule maligne. Le metastasi condividono alterazioni genetiche con i tumori primari, il che sottolinea la necessità di esplorare fattori non degradabili come i fattori di trascrizione, l’epigenetica e i fattori di segnalazione.
Nonostante il successo degli inibitori del checkpoint immunitario (ICI) in alcuni casi, i loro benefici sono purtroppo limitati. Questo scenario spinge a riflettere su come Spoke 2 possa contribuire alla sua progressione. Basandosi sul successo degli RNA terapeutici, esemplificato dai vaccini COVID, questo approccio offre specificità, sicurezza e flessibilità senza precedenti nella terapia del cancro. Spoke 2 si concentra sull’implementazione di terapie a RNA basate sull’identificazione di biomarcatori specifici che permettano l’identificazione di caratteristiche interdipendenti dei tumori al fine di espandere l’applicabilità dell’ICI.
La strategia di Spoke 2 prevede di selezionare target ritenuti ancora non accessibili a farmaci specifici con una strategia non convenzionale che permetta di affrontare ad ampio raggio d’azione le problematiche legate allo sviluppo del tumore ed ai processi di metastatizzazione. I progetti di ricerca abbracceranno diversi Livelli di Maturità Tecnologica (TRL), con particolare attenzione al potenziale traslazionale. Le fasi iniziali prevedono l’identificazione di nuovi bersagli attraverso piattaforme “omiche” supportate da intelligenza artificiale (AI), concentrandosi sui determinanti della tumorigenesi o sui circuiti oncosoppressori. Contemporaneamente, la ricerca a TRL inferiore mira a identificare nuovi bersagli e biomarcatori, comprese le frazioni di RNA non codificanti del genoma del cancro. L’attenzione si estende sia alle cellule maligne che allo stroma tumorale, con particolare attenzione alla promozione dell’immunità innata e adattativa antitumorale e alla scoperta di biomarcatori diagnostici, prognostici e di risposta al trattamento attraverso il sequenziamento “high-throughput”.
Spoke 2 organizza il suo programma di ricerca in quattro Work Packages (WP).
L’obiettivo principale del WP 2.1 è identificare nuovi geni bersaglio che rientrano in categorie specifiche. Tali categorie includono i fattori di trascrizione (TF) che mediano l’espressione genica aberrante nel cancro. Gli studi del WP 2.1 si concentrano sull’inibizione di TF, come YAP, HIF, Myc, isoforme NF-Y, SOX e FOXA, attraverso terapie a base di RNA. Altri obiettivi si estendono all’inibizione dei regolatori epigenetici, dei fattori di riparazione del DNA/involucro nucleare e di rimodellamento dell’eterocromatina, con l’obiettivo di aumentare il carico mutazionale del tumore e attivare l’immunità innata. Il WP 2.1 si concentra su specifiche vie metaboliche, come il metabolismo del ferro nella AML nonché sulle vie mitocondriali, come VDAC1, e i canali del potassio. Il WP 2.1 studia gli RNA non codificanti, le proteine che legano l’RNA e i modificatori/editor epitrascrittomici, insieme ai fattori di splicing alternativo che mirano all’immunogenicità del tumore.
Gli obiettivi del WP 2.2 includono l’efficacia in vivo e la specificità del cancro. La convalida prevede la modulazione dei geni bersaglio e delle molecole di RNA utilizzando varie tecniche, tra cui l’arresto di enzimi chiave, l’editing genico e diversi tipi di RNA. La somministrazione intratumorale di RNA terapeutici tramite nanoparticelle lipidiche (LNP) mira a raggiungere applicazioni cliniche come il trattamento di tumori non resecabili e lesioni metastatiche accessibili. Il WP 2.2 valuta l’efficacia in vivo utilizzando Avatar derivati dal paziente, individuando i trattamenti con potenziale di effetto sistemico sulla malattia attraverso la riattivazione del sistema immunitario.
Il WP 2.3 si concentra sullo sviluppo di terapie a base di immuno-RNA analizzando sistematicamente l’immuno-peptidoma tumorale. Lo studio comporta l’analisi proteomica delle cellule tumorali esposte a farmaci clinicamente disponibili e lo screening di peptidi immunogenici specifici per il tumore. Gli obiettivi includono l’identificazione di antigeni efficaci con un approccio che si integra con l’immunoterapia accompagnata da terapie a base di RNA.
Il WP 2.4 affronta gli aspetti finanziari, tra cui il trasferimento di tecnologia e le attività di raccolta fondi, con particolare attenzione alla collaborazione con Intesa San Paolo. L’obiettivo è creare opportunità per gli stakeholder della catena del valore, in particolare per le piccole e medie imprese (PMI) e le start-up, di contribuire ai risultati di Spoke 2. L’attenzione è rivolta alla raccolta, allo scambio di informazioni e all’analisi dei risultati. L’accento è posto sulla raccolta, lo scambio e la connessione delle capacità per semplificare la comunicazione e migliorare le iniziative di ricerca e industrializzazione all’interno del Centro Nazionale.
Nell’ambito dell’iniziativa incentrata sulle infrastrutture e sui servizi per le attività di ricerca, verrà istituito un cluster di laboratori. Questi laboratori saranno dedicati alla caratterizzazione dei recettori delle cellule tumorali per facilitare il trasporto mirato di farmaci a RNA. Il cluster comprende sia le infrastrutture esistenti che un nuovo laboratorio di formulazione dell’RNA, dove i ricercatori assembleranno e testeranno i nanocarrier per verificare la loro capacità di trasportare acidi nucleici con proprietà di targeting selettivo. Questi laboratori specializzati saranno utilizzati per assemblare gli RNA in vettori di trasporto progettati per colpire i recettori espressi sulle cellule tumorali. Questo processo avverrà in un ambiente qualificato e certificato. L’iniziativa comprende la creazione, l’espansione e la modernizzazione delle infrastrutture di ricerca, fornendo soluzioni e metodologie innovative. Basandosi sulle strutture esistenti, Sapienza offre piattaforme produttive dedicate alla sintesi e alla formulazione di RNA che servono i gruppi di ricerca del Centro Nazionale.
Le attività dello Spoke 2 includeranno interazioni con lo Spoke 6 concentrate sull’incapsulamento di piccoli RNA sui costrutti di ferritina umana recentemente sviluppati. Lo Spoke 7 offrirà un’espansione dello screening in silico dell’epitrascrittomica con l’inibizione efficace degli enzimi di modifica post-trascrizionale dell’RNA. Lo Spoke 8 (Piattaforme per la somministrazione di RNA/DNA) e lo Spoke 9 (Dal bersaglio alla terapia: Centro di competenza per la farmacologia, la sicurezza e l’attività regolatoria) sono stati sviluppati per offrire un’analisi di base, e lo Spoke 10 per la traduzione della ricerca preclinica in sperimentazioni cliniche.
Inoltre, una collaborazione con lo Spoke 5 si concentrerà sui protocolli di messa a punto di target e biomarcatori. Antares Vision Group, sempre in collaborazione con Spoke 8, guiderà la progettazione e l’implementazione di un prototipo in scala di laboratorio di sistema modulare integrato per il monitoraggio continuo di formulazioni di EVs nanometriche caricate con RNA in flusso continuo o pulsato con volumi di riempimento stazionari. Il prototipo avrà lo scopo di caratterizzare le formulazioni per quanto riguarda le dimensioni delle EV (sulla base della diffusione dinamica della luce), contenuto di RNA (in base alla spettroscopia UV-vis) e proprietà (selezionate) della membrana (in base alla tecnologia microarray). Per quanto riguarda le proprietà fisico-chimiche delle EV, il sistema mirerà a ottenere prestazioni analoghe a quelle dello stato dell’arte della caratterizzazione in batch a basso volume in laboratorio, puntando al contempo a superarle in termini di tempo di elaborazione.