Dall’inizio della grande corsa verso lo studio del genoma umano, l’importanza dell’informatica in medicina non ha smesso di aumentare. Questa combinazione di informatica e statistica, chiamata bioinformatica, occupa un posto in quasi tutte le aree della medicina moderna e della biologia molecolare: sequenziamento, annotazione genica, biologia evolutiva, analisi delle mutazioni, analisi di immagini su larga scala e molti altri. Tra tutte le discipline emergenti di bioinformatica, forse le più interessanti sono la modellazione, la simulazione e la visualizzazione.
Gli scienziati usano il termine in silico per descrivere la modellazione, la simulazione e la visualizzazione dei processi biologici e medici attraverso i computer. L’emergere della medicina in silico è il risultato di progressi nell’informatica medica negli ultimi due decenni.
In silico è un termine che significa “fatto da computer o tramite simulazione al computer”. È una frase che per la sua relazione con “in silicio” è tradotta da “in silicio” che fa riferimento al materiale di cui sono fatti i semiconduttori che consentono di memorizzare le informazioni nel computer.
I sistemi in silico vengono utilizzati per la previsione e la convalida delle attuali tecniche e strategie, come la previsione degli effetti sulla salute umana.
Le tecniche informatiche in silico sono particolarmente interessanti, perché sono estremamente veloci e convenienti e possono essere applicate anche senza che il composto sia fisicamente disponibile.
Con gli strumenti in silico, gli effetti sulla salute umana possono essere previsti. È auspicabile avere accesso ai diversi modelli tossici correlati alle previsioni meccanicamente, metabolicamente e ADME, al fine di avere la possibilità di cercare strutture simili con attività tossiche. Se le previsioni in silico sono contraddittorie o non sicure, potrebbe essere necessario eseguire esperimenti specifici per risolvere questi problemi. Poiché ogni estrapolazione è associata a un errore, è probabile che gli errori si accumulino specialmente lungo la catena.
Un’altra strategia è quella di prevedere direttamente gli effetti sulla salute umana. Ciò può essere fatto implementando un sistema esperto per la salute umana o utilizzando dati provenienti da studi clinici o studi epidemiologici per formare un sistema di dati guidato.
I risultati dei test in silico sono sufficientemente accettabili per svolgere un ruolo importante nella valutazione preclinica. L’accuratezza delle previsioni in silico può in molti casi essere almeno paragonabile alle alternative in vitro e in vivo ed è probabile che i nuovi miglioramenti siano ottenibili con l’integrazione di informazioni biologiche.
Tuttavia, è fondamentale conoscere i limiti di queste tecniche per evitare di applicarle ciecamente a tutti i casi.
La sperimentazione con gli animali è sempre più dibattuta. Agli svantaggi etici si aggiunge quanto tempo impiega il processo di approvazione di un farmaco. Investigatori WyssInstitute, insieme ad un microchip per computer sfaccettati progettati e microarchitettura che emulano le funzioni degli organi umani, tra cui i polmoni, intestino, reni, pelle, midollo osseo e barriera emato-encefalica. Questi microchip, chiamati “organo su chip”, offrono una potenziale alternativa alla sperimentazione animale tradizionale.
La ricerca in silico potrebbe assumere, in modo unico, qualcosa di così impressionante che è quasi inimmaginabile: la capacità di simulare con precisione i processi biologici reali in un ambiente virtuale. Sebbene quest’area sia ancora nella sua fase iniziale, gli scienziati hanno già fatto importanti progressi. Un esempio di questo è l’ACGT (“prove avanzate clinico-genomica nel cancro”), finanziato dall’Unione Europea, e il cui obiettivo è quello di fornire al gruppo di ricercatori del cancro infrastrutture delle tecnologie dell’informazione e della comunicazione (TIC) di ultima generazione, che consentono l’applicazione della genomica alla pratica clinica per il trattamento del cancro.
“Simulatore Oncologica è un sistema software integrato in grado di simulare la risposta in vivo del tumore al trattamento in un ambiente che riproduce uno studio clinico”, dice il professor Norbert Graf, direttore della Clinica di Ematologia e Oncologia Pediatrica, Ospedale Universitario di Saarland (Germania) e ricercatore senior del progetto ACGT. “Il suo scopo è quello di servire come strumento di supporto per prendere decisioni cliniche sui singoli pazienti. L’obiettivo principale del sistema è l’ottimizzazione del trattamento del cancro “, conclude il professor Graf.
La medicina potrebbe sbarazzarsi del monopolio degli esperimenti in vitro e della ricerca biologica nelle provette. Cosa ultima tendenza nel campo della scienza medica è in ricerca silico, un campo in cui i ricercatori europei hanno appena raggiunto il successo senza precedenti.
Queste e altre innovazioni sono possibili anche in Pharmamedic.
