Martedì 13 dicembre 2022, alle ore 16:30, si terrà presso il Collegio Volta di Pavia, il seminario “Modeling cells and molecular interactions towards immune system”.
Relatore:
Francesco Pappalardo
COMBINE research group
Department of Drug and Health Sciences
University of Catania
La Medicina in silico (l’uso di modellazione e simulazione a supporto della decisione clinica relativa ai singoli pazienti) e gli in silico trials (l’uso della modellazione e della simulazione nella valutazione di nuovi prodotti medici) hanno il potenziale per rivoluzionare la Salute. Le promesse sono enormi, ma il rischio associato a questo radicale allontanamento dagli approcci tradizionali è anche considerevole.
Attualmente il percorso di un nuovo prodotto farmacologico, dalla scoperta della molecola fino all’ingresso sul mercato, è molto lungo e costoso. Le nuove molecole sono in primo luogo testate in vitro sulle colture cellulari e quindi in vivo nei modelli animali (di solito sono necessari due modelli per passare l’approvazione degli organismi di regolamentazione, il modello murino è quello più utilizzato). Purtroppo, solo il 20% degli approcci terapeutici che hanno successo negli animali confermano la loro efficacia nei pazienti durante la fase più costosa della valutazione che è quella degli studi clinici.
L’obiettivo principale del mondo biomedico quando si trova a dover confrontarsi con una patologia è capire le sue dinamiche biologiche e trovare un modo per curarla. Questo implica la comprensione di come le cellule e le molecole del sistema immunitario interagiscono tra loro per orchestrare una difesa e come si può esternamente (e artificialmente) fornire stimoli per eventualmente preparare preventivamente il sistema immunitario umano.
I modelli ad agenti (agent-based models, ABM) sono modelli computazionali che cercano di cogliere il comportamento di entità all’interno di un ambiente. Il loro ampio utilizzo in ambito biomedico è dovuto al fatto che sono più intuitivi che i modelli matematici o statistici in quanto rappresentano oggetti come singole entità nell’ambiente. L’esempio più familiare per molte persone sono I videogiochi The SIMs™ o SIMCity™ nei quali le persone o altre entità interagiscono fra di loro e con l’ambiente. Nell’ambito della Biomedicina, ABM può essere visto come un laboratorio in silico dove è possibile studiare la complessità dei sistemi e, più affascinante, testare scenari “what if”.
Il seminario fornirà un’introduzione generale sui modelli ad agenti e le principali applicazioni che coinvolgono il loro uso nella modellazione molecolare e cellulare. Inoltre, verranno trattate più nel dettaglio le applicazioni biomediche, con una particolare attenzione alla modellazione del sistema immunitario. Infine, verrà presentato un brevissimo stato dell’arte relativo al contesto normativo degli in silico trials.
Prof. Francesco Pappalardo è Vicedirettore del Dipartimento di Scienze del Farmaco e della Salute dell’Università di Catania. È coinvolto in diversi progetti internazionali sia europei che negli Stati Uniti. Francesco Pappalardo è Professore Ordinario di Informatica all’Università di Catania e Visiting Professor all’Università di Boston. Inoltre, è fondatore del gruppo di ricerca COMBINE (www.combine-group.org). L’attività di ricerca di Francesco Pappalardo è incentrata sull’applicazione di modelli computazionali nel campo della Biomedicina. È uno dei pionieri degli in silico trials, relativamente ai quali sta attualmente curando anche aspetti normativi con le autorità europee. I principali progetti di cui si sta occupando il suo gruppo di ricerca sono relativi a: (1) coordinamento scientifico del Progetto “In Silico World” che ha l’obiettivo di ridurre le barriere che si frappongono all’adozione degli in Silico Trials; (2) sviluppo di un quadro di studi in silico per la valutazione del rischio di immunotossicità di sostanze chimiche mediante analisi dei potenziali effetti indesiderati dell’esposizione chimica sul sistema immunitario; (3) coordinatore scientifico del progetto “STriTuVaD” per il quale è in fase di sviluppo un modello informatico per analisi in silico in modo da ridurre drasticamente il costo dell’innovazione nella cura della tubercolosi; (4) sviluppo di vaccini in silico per azioni immediate contro SARS-CoV-2; e (4) sviluppo di una suite di modellazione e simulazione del sistema immunitario in silico per supportare la ricerca specifica sulle immunoterapie. Inoltre, il suo gruppo è specializzato anche nella modellazione molecolare e nell’analisi di percorsi biologici con specifico interesse nella medicina di precisione. Il Professor Francesco Pappalardo ha più di 150 articoli pubblicati in riviste internazionali e conferenze.
Locandina “Modeling cells and molecular interactions towards immune system”
