I recenti progressi nella lotta contro il diabete di tipo 2 (T2D) sono il risultato di un progetto di collaborazione paneuropeo denominato IMIDIA. Il SIB era responsabile sia del coordinamento della grande quantità di dati dei pazienti (in qualità di Data Coordination Centre, DCC) sia dell'analisi dei dati per individuare biomarcatori per la diagnosi precoce della malattia. I principali risultati della ricerca includono la scoperta di molecole che potrebbero fungere da biomarcatori per individuare la malattia fino a nove anni prima della sua diagnosi. Questi risultati sono stati raccolti in due pubblicazioni che segnano il completamento con successo del progetto IMIDIA, una partnership pubblico-privata dell'Iniziativa sui medicinali innovativi (IMI) guidata da Bernard Thorens dell'Università di Losanna (UNIL). Il SIB, attraverso i suoi gruppi Vital-IT (computational biology) e Swiss-Prot (biocurazione esperta), è stata selezionata come DCC in altri due progetti IMI per la lotta al diabete e sta diventando un partner di riferimento per la bioinformatica nei programmi europei relativi alla salute.
Di topi e uomini – e diabete: due studi rivelano nuovi marcatori del diabete di tipo 2
Sebbene esistano opzioni terapeutiche per trattare il diabete, non ne esistono per prevenire o curare la malattia. Ciò ha spinto i ricercatori a cercare di: 1) comprendere le disfunzioni molecolari alla base della malattia e 2) identificare biomarcatori circolanti in grado di prevedere la suscettibilità di una persona al T2D.
In un primo studio, coordinato dall'autore senior Mark Ibberson del gruppo Vital-IT di Il SIB e pubblicato su Molecular Metabolism, il team ha identificato un gene chiave associato al T2D. Utilizzando un'analisi di rete che integrava dati trascrittomici e fenotipici, il gene Elovl2 è risultato essere correlato alla secrezione di insulina nei topi. La scoperta è stata confermata nelle linee cellulari beta pancreatiche umane, ovvero cellule simili a quelle colpite dal T2D.
In uno studio parallelo, condotto da Bernard Thorens (UNIL) con Leonore Wigger del gruppo Vital-IT al SIB come autrice principale e pubblicato su Cell Reports, i ricercatori hanno identificato diversi lipidi come potenziali biomarcatori precoci del T2D. Uno studio preliminare di lipidomica sui topi, che includeva molte classi di lipidi, è stato seguito da un'analisi mirata su due coorti umane, provenienti dalla Svizzera (CoLAUS) e dalla Francia (DESIR). Una particolare classe di lipidi, i diidroceramidi, era costantemente elevata nei gruppi di partecipanti allo studio che stavano progredendo verso il diabete, fino a nove anni prima della diagnosi.
Questi studi hanno riunito team accademici, aziende farmaceutiche e una piccola e media impresa (PMI). Inoltre, i risultati, ottenuti da esperimenti su larga scala sui topi, sono stati validati incrociando i dati con quelli di coorti di pazienti umani messi a disposizione nell'ambito del progetto Innovative Medicines Initiative for Diabetes (IMIDIA). I risultati evidenziano quindi il ruolo fondamentale dei partenariati pubblico-privati, come l'IMI - la più grande iniziativa pubblico-privata in Europa - nel consentire tali progressi e migliorare la salute pubblica.
Il SIB, centro di competenza svizzero per la bioinformatica e i dati sanitari
Al di là di questi risultati scientifici e delle loro potenziali applicazioni cliniche, il ruolo di SIB’s in IMIDIA dimostra il valore e le capacità uniche dell’Istituto come centro di competenza nel contesto di progetti su larga scala relativi ai dati sanitari.
Infatti, tali progetti devono affrontare sfide importanti quali: rendere interoperabili i dati dei pazienti, nel rispetto della loro sicurezza; progettare approcci di modellizzazione innovativi per analizzare i dati; supportare queste analisi con una potenza di calcolo adeguata; collegare i risultati a banche dati curate.
Il SIB riunisce sotto lo stesso tetto il know-how in bioinformatica, il calcolo ad alte prestazioni (ad esempio il gruppo Vital-IT) e le competenze leader nella biocurazione (ad esempio il gruppo Swiss-Prot, che gestisce la risorsa di informazioni sulle proteine più utilizzata al mondo). Il progetto IMIDIA, in particolare, si è basato sulla knowledge base SwissLipids, sviluppata da Swiss-Prot in collaborazione con la Swiss Initiative in Systems Biology (SystemsX.ch). Questa libreria completa di oltre 300.000 strutture lipidiche conosciute e teoricamente possibili è arricchita da informazioni curate da esperti sul metabolismo dei lipidi, le interazioni proteiche e la presenza in organelli, cellule, tessuti e organi.
Oltre alla sua competenza nel campo della scienza dei dati, la posizione unica di SIB all'interfaccia tra pubblico e privato le consente di unire le forze con partner accademici e industriali per accelerare la ricerca e convertirla in benefici per la salute umana.
Grazie al suo coinvolgimento nel progetto IMIDIA, il ruolo del SIB come facilitatore nel campo delle scienze della vita, sia nella curazione dei dati che nella bioinformatica, ha portato alla sua selezione come DCC per i progetti di follow-up: RHAPSODY e BEAt-DKD. Mentre IMIDIA e RHAPSODY, entrambi guidati da Bernard Thorens dell'Università di Losanna, si concentrano sull'identificazione di nuovi biomarcatori per il T2D, BEAt-DKD si concentra sulla ricerca di biomarcatori della malattia renale diabetica (DKD), la principale causa di insufficienza renale, che colpisce fino a 1 persona su 4 affetta da diabete. Il SIB è l'unico rappresentante svizzero in quest'ultimo progetto.
Comunicato stampa completo (inglese - francese - tedesco)
Reference(s)
Cruciani-Guglielmacci C et al. La fenotipizzazione molecolare di diversi ceppi di topi sottoposti a stress metabolico rivela il ruolo di Elovl2 nella secrezione di insulina indotta dal glucosio. Molecular Metabolism 2017
Wigger L et al. Le diidroceramidi plasmatiche sono potenziali biomarcatori della suscettibilità al diabete nei topi e nell'uomo. Cell Reports 2017;18: 2269 – 2279
