Il centro di ricerca "The Loop Zurich" riunisce le conoscenze dell'ETH e dell'Università di Zurigo, nonché dei quattro ospedali universitari di Zurigo. L'obiettivo: sviluppare terapie personalizzate. Due progetti recentemente finanziati mirano ad aiutare i pazienti affetti da infezioni del tratto urinario e obesità.
150 milioni di persone in tutto il mondo sono colpite ogni anno da infezioni delle vie urinarie, e molte soffrono di infezioni ricorrenti. Il trattamento standard con antibiotici non è sempre efficace e comporta il rischio di sviluppare resistenze. Inoltre, gli antibiotici danneggiano anche i batteri benefici del tratto urinario e intestinale. "Ora vogliamo utilizzare questo microbioma per aprire nuove strade nel trattamento delle infezioni del tratto urinario", afferma il professore Thomas Kessler, primario di Neuro-Urologia all'Ospedale Universitario di Balgrist.
Ciò avverrà nell'ambito del progetto mTORUS (microbiome-based Therapeutic Options for Recurrent Urinary Symptoms), che The Loop Zurich finanzia per i prossimi cinque anni. I ricercatori dell'Università di Zurigo, dell'ETH di Zurigo, dell'Ospedale universitario di Balgrist, dell'Ospedale universitario di Zurigo e dell'ETH di Losanna stanno aprendo nuove strade in due modi. In primo luogo, vogliono combattere i batteri che causano la malattia con batteriofagi geneticamente adattati. In secondo luogo, vogliono trapiantare un microbioma sano nel tratto urinario del paziente per prevenire future infezioni - un'altra novità.
Che cos'è un microbioma sano?
Prima, però, è necessario gettare le basi. "Da studente di medicina ho imparato che la vescica urinaria è sterile e non contiene batteri", dice Kessler. Oggi lo sappiamo: Come l'intestino, anche il tratto urinario ha un proprio microbioma. Questo appare diverso nelle persone con un'infezione del tratto urinario rispetto alle persone sane. Tuttavia, si sa ancora poco sull'esatta composizione di un microbioma sano nel tratto urinario. I ricercatori vogliono quindi indagare su questo aspetto e sull'interazione dei batteri con il sistema immunitario. Con l'aiuto dell'intelligenza artificiale, si intende utilizzare una grande quantità di dati provenienti da un gran numero di pazienti per poter offrire in futuro terapie personalizzate.
Una vecchia tradizione
Questa nuova terapia consisterà in due parti. In primo luogo, i batteri che causano l'infezione vengono distrutti utilizzando fagi geneticamente modificati. I fagi sono virus che attaccano specificamente alcuni batteri e quindi non danneggiano il resto del microbioma. Questo approccio terapeutico ha più di 100 anni, ma è stato perseguito solo in alcuni Paesi dopo l'introduzione degli antibiotici, ad esempio in Georgia. Ora i fagi stanno vivendo una rinascita a causa della crescente resistenza agli antibiotici.
Negli ultimi anni, i ricercatori guidati da Thomas Kessler e Martin Loessner dell'ETH di Zurigo hanno modificato geneticamente i fagi in modo che corrispondano esattamente ai batteri che causano le infezioni del tratto urinario. innescare. Allo stesso tempo, stanno lavorando per migliorare i fagi in modo che supportino il sistema immunitario.n. I fagi sono attualmente testati su modelli animali. Saranno utilizzati in una prima sperimentazione clinica sull'uomo a partire dalla fine del 2023.
Sostituire il microbioma
Anche se i batteri che causano l'infezione vengono eliminati, esiste il rischio di una nuova infezione. Questo perché il microbioma alterato nelle persone con infezioni ricorrenti del tratto urinario sembra influenzare il sistema immunitario in modo tale da renderlo meno capace di combattere le infezioni.
Se mTORUS riuscirà a determinare la composizione di un microbioma sano, questo aprirà le porte alla seconda parte della terapia prevista: il trapianto di un microbioma sano in pazienti con infezioni ricorrenti del tratto urinario o con una predisposizione ad esse. Nell'ambito del progetto, il principio verrà testato in una prima sperimentazione clinica.
Nel migliore dei casi, ciò potrebbe aprire la strada a un cambiamento di paradigma nel trattamento delle infezioni del tratto urinario o delle infezioni batteriche in generale: "Vogliamo abbandonare gli antibiotici per passare all'uso dei fagi e allo sviluppo sostenibile di un microbioma sano", afferma Kessler.
Trattamento più mirato dell'obesità
Anche il secondo progetto, che sarà sostenuto da The Loop Zurich per i prossimi cinque anni, si occupa di una malattia molto diffusa: l'obesità. Un forte sovrappeso può portare a una serie di malattie secondarie, dal diabete all'ipertensione, fino all'aumento del rischio di tumori. "Dal punto di vista medico, si tratta di un problema più grande dell'obesità stessa", afferma Felix Beuschlein, professore e direttore del Dipartimento di Endocrinologia, Diabetologia e Nutrizione Clinica dell'Ospedale Universitario di Zurigo. Esistono alcuni farmaci e un intervento di bypass gastrico che possono aiutare le persone colpite a perdere peso. "Tuttavia, manca ancora una terapia personalizzata", afferma Beuschlein.
Un consorzio di ricerca sotto la sua guida vuole cambiare questa situazione con il progetto LOOBesity. L'attenzione è rivolta a un sottogruppo di circa il 10% dei pazienti obesi. Questi pazienti sono particolarmente a rischio di sviluppare malattie secondarie a causa di una peculiarità metabolica. In questi pazienti, l'ormone dello stress, il cortisolo, è più attivo della media nell'organismo e provoca danni, soprattutto nelle cellule adipose. In queste ultime si verificano processi infiammatori che alimentano lo sviluppo di ulteriori malattie.
Esistono farmaci in grado di rallentare l'aumento dell'attivazione del cortisolo. Tuttavia, non sono ancora stati utilizzati nelle persone obese, perché non è chiaro chi potrebbe trarne beneficio. "Questo rende ancora più importante la possibilità di riconoscere con precisione e facilità i pazienti con un aumento dell'attivazione del cortisolo", afferma Beuschlein.
Dalla biopsia all'imaging
Nell'ambito del progetto LOOBesity, i ricercatori dell'UZH, dell'ETH di Zurigo e dell'Ospedale universitario di Zurigo vogliono utilizzare biopsie di tessuto adiposo per studiare cosa fa esattamente il cortisolo nelle cellule adipose a livello di singola cellula. Si sa ancora troppo poco al riguardo. Allo stesso tempo, i pazienti saranno esaminati con la risonanza magnetica. L'obiettivo è chiarire se l'alterazione del metabolismo possa essere riconosciuta con precisione anche dalla diagnostica per immagini, con l'aiuto di algoritmi appropriati, e se questo possa rendere superflue in futuro le costose biopsie.
Dopo questa parte diagnostica del progetto, la seconda parte si concentrerà sul trattamento. In uno studio clinico, i ricercatori intendono verificare se gli attuali farmaci che modulano il cortisolo, non ancora utilizzati per le persone obese, apportino effettivamente un miglioramento a questo gruppo di pazienti.
Nel corso del progetto, i ricercatori raccoglieranno una grande quantità di dati. "Da questo punto di vista, siamo un tipico progetto LOOP", afferma il responsabile del progetto Beuschlein: "L'obiettivo è quello di utilizzare i dati per fare un ulteriore passo avanti verso la medicina di precisione. Vogliamo usarli per aiutare i pazienti obesi che sono particolarmente colpiti da malattie secondarie".
"Il nostro obiettivo è quello di combinare analisi molecolari complesse con tecniche di imaging per consentire una terapia personalizzata dell'obesità e portarla con successo in applicazione", afferma il appena nominato vicepresidente dell'ETH Christian Wolfrum, coinvolto in LOOBesity come ricercatore. "Il progetto è un buon esempio della stretta collaborazione con partner universitari e clinici che l'ETH vorrebbe rafforzare in futuro".
The Loop Zurich - Centro di ricerca medica
"The Loop Zurich" è un centro medico per la ricerca traslazionale e la medicina di precisione. Combina la ricerca biomedica di base e la bioinformatica dell'Università di Zurigo e dell'ETH di Zurigo con la ricerca clinica dei quattro ospedali universitari di Zurigo. L'obiettivo è sviluppare rapidamente nuovi metodi di trattamento con l'aiuto della ricerca traslazionale. L'utilizzo congiunto di grandi quantità di dati e di metodi bioinformatici è una base centrale per questo obiettivo.
Consorzi di ricerca
mTORUS: opzioni terapeutiche basate su microbiomi per i sintomi urinari ricorrenti
Principali candidati: Prof Thomas M. Kessler (Balgrist/UZH) e Prof Gunnar R?tsch (ETH di Zurigo), Prof Shinichi Sunagawa (ETH di Zurigo), Prof Emma Wetter Slack (ETH di Zurigo), Prof Martin J. Loessner (ETH di Zurigo), Prof. Onur Boyman (USZ/UZH), Prof Nicola Zamboni (ETH di Zurigo), Dr André Kahles (ETH di Zurigo), Dr Lorenz Leitner (Balgrist/UZH), Dr Shawna McCallin (Balgrist/UZH), Dr Alaz Oezcan (USZ/UZH), Prof John McKinney (ETH di Losanna)
LOOBesità
Candidato principale: Prof Felix Beuschlein (UZH/USZ). Co-richiedenti: Prof Thomas Frauenfelder (UZH/USZ), Prof Ender Konukoglu (ETH di Zurigo), Prof Milo Puhan (UZH), Prof Christian Wolfrum (ETH di Zurigo).
I due progetti sulle infezioni del tratto urinario e sull'obesità sono stati presentati in occasione di un simposio sulla medicina di precisione il 13 dicembre 2022.
Questa è una versione leggermente modificata di un articolo di Adrian Ritter apparso su UZH News. Adrian Ritter è un giornalista freelance.