Messa a punto dei ricercatori del Centro per la Complessità e Biosistemi dell’Università La Statale di Milano, ARIADNE è un’innovativa piattaforma basata sull’intelligenza artificiale in grado di valutare il rischio di metastasi per il tumore al seno triplo negativo
Per chi ha ricevuto una diagnosi di tumore al seno, così come per l’oncologo curante, avere informazioni sul rischio metastatico, ossia sulla possibilità che le cellule cancerose migrino in siti diversi da quello originale, è importante per stabilire la terapia in modo mirato e personalizzato. La piattaforma ARIADNE, messa a punto dei ricercatori del Centro per la Complessità e Biosistemi dell’Università La Statale di Milano, ha precisamente questo scopo: recentemente descritta in un articolo pubblicato sulla rivista scientifica Cell Systems, ARIADNE è in grado di stabilire se un tumore al seno triplo negativo è maggiormente aggressivo, così da indirizzare la terapia.
Il tumore al seno triplo negativo
Il tumore al seno è la forma di cancro più frequente nelle donne. È distinto in quattro diverse tipologie a seconda delle caratteristiche cellulari delle cellule tumorali, e in particolare in base ai recettori che presentano. Si tratta, in sostanza, di proteine presenti sulla membrana delle cellule e che possono essere sfruttati come bersaglio per i farmaci. Tre tipi di recettori sono particolarmente importanti nella classificazione: sono i recettori per l’ormone estrogeno, quelli per l’ormone progesterone e, infine, dei recettori per la proteina HER2 (un fattore di crescita che stimola la proliferazione delle cellule). In base alla presenza o assenza di queste proteine si parla quindi, per esempio, di tumore al seno HER2-positivo, o estrogeno-positivo.
ARIADNE valuta il rischio di metastasi nel tumore al seno
«Nel tumore al seno “triplo negativo”, nessuno di questi recettori è presente», spiega Caterina La Porta, professoressa associata di Patologia Generale al dipartimento di Scienze Politiche e Ambientali all’Università degli Studi di Milano che, con i colleghi Stefano Zapperi e Francesc Font-Clos del dipartimento di Fisica “Aldo Pontremoli”, ha contribuito allo sviluppo della piattaforma ARIADNE. «In questo caso, quindi, manca un bersaglio da colpire con i farmaci e non esiste a oggi una strategia terapeutica precisa. Diventa quindi particolarmente importante fornire al medico maggiori informazioni sulle caratteristiche biologiche di quello specifico tumore triplo negativo per poter stabilire la terapia adeguata. Ed è quindi necessario avere uno strumento che stratifichi i pazienti in base alle caratteristiche biologiche del tumore in base».
L’intelligenza artificiale per la medicina personalizzata
ARIADNE utilizza una strategia innovativa che, basandosi su un campione bioptico, sfrutta anche l’intelligenza artificiale per calcolare il rischio di aggressività del tumore a partire dall’analisi del trascrittoma. Il trascrittoma rappresenta “l’impronta digitale” della cellula: si tratta, infatti, dell’insieme di tutti i trascritti (le molecole di RNA che consentono di produrre proteine) e tiene in conto sia della componente genomica (ereditaria) sia di quella epigenetica, influenzata dall’ambiente.
«ARIADNE quindi va nella direzione di una terapia personalizzata perché sono considerate le “impronte digitali” di ogni paziente», spiega La Porta. «La valutazione sul rischio metastatico è restituita da un rapporto molto semplice da leggere, a scala di colore, che non richiede la conoscenza del complesso processo che ha portato a calcolarla: questa valutazione è quindi uno strumento a supporto del medico, che può quindi scegliere meglio la strategia terapeutica conoscendo le caratteristiche del paziente che sta curando».
ARIADNE sfrutta l’intelligenza artificiale
La piattaforma ARIADNE ha recentemente ottenuto un grant nell’ambito della competizione Cross the Bridge 2021, indetta dalla Camera di commercio di Milano Monza Brianza Lodi, e sarà commercializzata come dispositivo medico da Complexdata S.r.l., uno spin-off dell’Università di Milano. Ma il lavoro dei ricercatori non è terminato. «Ora ci sono due sfide importanti che vogliamo affrontare. La prima è adattare ARIADNE in modo che possa lavorare a partire da un campione di sangue invece che dal tessuto bioptico, così che il prelievo risulti meno invasivo», spiega La Porta. «La seconda grande sfida è adattare l’“impalcatura” di ARIADNE per creare nuove piattaforme che possano essere impiegate per altre forme tumorali: in particolare, le stiamo sviluppando per il tumore al polmone, per quello allo stomaco e per i tumori cerebrali, soprattutto le forme pediatriche, perché sono estremamente invasive e devastanti. Abbiamo intrapreso i primi passi e, anche se c’è ancora molto lavoro da fare prima di poter validare le nuove piattaforme, i dati preliminari sono molto buoni e promettenti».
