I test della reazione a catena della polimerasi (PCR),hanno svolto un ruolo chiave nell’affrontare la pandemia di COVID-19, potrebbero essere una tecnologia fondamentale per affrontare le future minacce alla salute umana.
La tecnologia PCR, cruciale durante la pandemia di COVID-19, potrebbe diventare essenziale nel gestire le future sfide alla salute umana.
Il pericolo del COVID-19 risiede nella sua invisibilità. Il virus SARS-CoV-2 è altamente contagioso e può essere trasmesso da persone con sintomi lievi o assenti, rendendolo estremamente difficile da rintracciare e contenere.
Ma una tecnologia più di ogni altra ha avuto la capacità di rendere visibile l’invisibile: il test della reazione a catena della polimerasi (PCR). La pandemia di COVID-19 ha dimostrato il potere della PCR nell’identificare in modo rapido e accurato gli agenti patogeni che causano l’infezione, anche nei casi non sintomatici. Ciò ha contribuito a ridurre la diffusione dell’infezione nelle comunità, salvando molte vite.
Sembrava davvero che il momento della PCR fosse arrivato durante la pandemia di COVID-19. Tuttavia, un’azienda di diagnostica molecolare della Corea del Sud ritiene che il pieno potenziale della PCR debba ancora essere sfruttato. Seegene – che ha fornito al mondo 340 milioni di test PCR durante la pandemia – ha la visione di un mondo in cui le pandemie appartengono al passato, con l’adozione diffusa di una rivoluzionaria tecnologia PCR.
Seegene sa che il raggiungimento di questa ambiziosa visione richiederà molto di più degli sforzi di una sola azienda e sta implementando piani audaci per condividere la propria tecnologia a livello globale, che consentirà ai ricercatori di tutto il mondo di sviluppare i propri test.
“La nostra visione è quella di creare un mondo libero da malattie e future pandemie”, afferma Jong-Yoon Chun, fondatore e CEO di Seegene, che ha sede a Seoul. “Ma siamo consapevoli che non possiamo farcela da soli: abbiamo bisogno della collaborazione con aziende, scienziati ed esperti in tutti i campi di tutto il mondo, motivo per cui intendiamo condividere la nostra tecnologia PCR con il mondo.”
Contrastare le minacce emergenti
Per quanto grave e dirompente sia stata, la pandemia di COVID-19 potrebbe essere un precursore di ulteriori minacce a venire. Diversi sviluppi stanno rendendo più probabile la diffusione degli agenti patogeni esistenti e l’emergere di nuovi.
In particolare, è probabile che il riscaldamento globale abbia effetti complessi e imprevisti sulla comparsa e sulla diffusione degli agenti patogeni. È probabile che le malattie tropicali estendano i loro domini verso latitudini più elevate e stress ambientali come temperature e umidità più elevate possono accelerare le mutazioni nei microrganismi e aumentare la minaccia che rappresentano per la salute umana. Uno studio del 2022 pubblicato su Nature Climate Change ha rilevato che il cambiamento climatico potrebbe aggravare la minaccia rappresentata da più della metà delle malattie patogene umane conosciute 1 .
Il riscaldamento globale aumenta la minaccia rappresentata dagli agenti patogeni conosciuti e ne dà origine a nuovi. © Paul Souders/Stone/Getty
Un’altra minaccia è l’emergere di nuovi agenti patogeni verso i quali la maggior parte delle persone ha poca o nessuna immunità naturale, come il SARS-CoV-2, che ha causato il COVID-19. Si teme che il riscaldamento globale possa esporre le persone non solo a nuovi agenti patogeni, ma anche a quelli antichi che sono rimasti sospesi nel ghiaccio fin dalla preistoria.
Lo scioglimento del permafrost libererà microrganismi che viaggiano nel tempo e che potranno essere facilmente mutati in un nuovo ambiente 1,2 . Le malattie infettive che provocano possono essere altamente dannose per gli ecosistemi, per non parlare dei rischi che rappresentano per la salute umana.
Un altro meccanismo attraverso il quale il cambiamento climatico può contribuire alla creazione di nuove minacce è che, man mano che la temperatura dell’aria si avvicina alla temperatura corporea, gli agenti patogeni possono acquisire mutazioni che li rendono più tolleranti all’elevata temperatura del corpo umano 3 .
“L’espansione dei microrganismi patogeni in risposta al cambiamento climatico è un grosso problema”, afferma Jae Hyeok Choi, direttore del dipartimento Platform Business di Seegene. “Ad esempio, si ritiene che la Candida auris , una specie fungina mortale e altamente resistente ai farmaci, si sia adattata alle temperature più elevate dei suoi habitat naturali e alla fine abbia acquisito la capacità di infettare gli esseri umani a causa del riscaldamento globale 3 . Un altro esempio è l’aumento dell’incidenza della febbre della Valle negli Stati Uniti causata dal cambiamento climatico 4 ”.
Infine, man mano che gli habitat naturali vengono sempre più rimossi per far posto allo sviluppo umano, ci sarà un maggiore contatto tra le persone e la fauna selvatica, aumentando il rischio che gli agenti patogeni presenti nella fauna selvatica si diffondano nelle popolazioni umane con poca o nessuna immunità naturale.
Come è stato chiaramente dimostrato dal COVID-19, la PCR è un potente strumento per rilevare rapidamente tali minacce non appena emergono. Un test PCR per SARS-CoV-2 è stato sviluppato entro un paio di settimane dal sequenziamento del suo genoma. Seegene ritiene che aiuterà anche a diagnosticare e contenere la diffusione di nuovi agenti patogeni nella comunità, come è avvenuto durante la pandemia di COVID-19.
“La PCR è un’arma fondamentale nel nostro arsenale contro le minacce emergenti”, afferma Jik-Young Park, vicepresidente del dipartimento di ricerca e sviluppo di Seegene. “La sua capacità di fornire una diagnosi precoce può proteggerci da nuove mutazioni minacciose e dalla diffusione della malattia”
Identificazione dei biomarcatori
Ma il potenziale della PCR non si limita al semplice rilevamento di agenti patogeni infettivi; può anche essere utilizzato per rilevare malattie non trasmissibili come il cancro e le malattie genetiche rilevando biomarcatori nelle urine, nel sangue e in altri campioni. I ricercatori stanno scoprendo sempre più spesso nuovi biomarcatori che potrebbero indicare la presenza di malattie in una persona, spesso anche prima che compaiano i sintomi.
Grazie alla sua elevata velocità e precisione, la PCR quantitativa multiplex (qPCR) è la tecnologia diagnostica perfetta per il rilevamento di più biomarcatori. Ciò aiuterà i medici a diagnosticare le condizioni nelle fasi iniziali, mentre sono molto più reattivi al trattamento. Le implicazioni di ciò per il trattamento del cancro sono enormi.
“Uno dei maggiori vantaggi della PCR è che la sua elevata sensibilità consente il rilevamento di biomarcatori nelle fasi iniziali del cancro”, afferma Chun. “In queste fasi iniziali, i medici hanno generalmente a disposizione molte opzioni terapeutiche”.
Choi è anche entusiasta delle implicazioni per la terapia del cancro. “Nuovi biomarcatori per il cancro vengono scoperti continuamente”, afferma. “Questo, combinato con la PCR, consentirà un trattamento più precoce e più specifico. Ad esempio, la terapia contro il cancro sarà molto più efficace quando verranno identificati i biomarcatori specifici sulle cellule tumorali e su tali ambienti. Quando disponi di queste informazioni, puoi applicare il trattamento con alta precisione.
Andare oltre il modello monoaziendale
Attualmente, il campo della diagnostica molecolare è dominato da poche aziende che sviluppano una manciata di test ogni anno, ottengono approvazioni da un numero limitato di paesi a causa di normative complesse e dispongono di siti di produzione centralizzati. Realizzare il pieno potenziale della tecnologia PCR richiederà una cooperazione globale su una scala mai vista prima nella diagnostica molecolare e Seegene ritiene che ciò possa essere ottenuto condividendo la sua tecnologia attraverso un modello di business appena creato o sviluppato noto come OneSystem™.
Nell’ambito di OneSystem™, Seegene costruirà una rete aziendale globale collaborando con un’azienda rappresentativa di ciascun paese per fondare una nuova società che sviluppi i propri test diagnostici, oltre a distribuire i prodotti sviluppati dalla rete nell’ambito di OneSystem™. Ciò localizzerà le capacità e le competenze necessarie per ottimizzare la democratizzazione della tecnologia PCR per ciascun paese, massimizzando al tempo stesso la distribuzione globale attraverso la rete OneSystem™.
Questa strategia di condivisione tecnologica aumenterà esponenzialmente il numero di nuovi prodotti diagnostici. Insieme alla capacità della tecnologia qPCR sindromica di Seegene di rilevare fino a 15 target per test, che consente a un test di testare una serie di agenti patogeni che causano sintomi simili, ciò ridurrà il costo per test e renderà la PCR molto più conveniente.
Poiché tutti i test sviluppati nell’ambito di OneSystem™ possono essere eseguiti su un unico sistema di strumenti, il numero di strumenti necessari per ospedali e laboratori diagnostici sarà notevolmente ridotto.
“Vogliamo condividere il nostro OneSystem™ con aziende di tutto il mondo”, afferma Dae-Hoon Lee, capo del dipartimento di ricerca e sviluppo di Seegene. “Si tratta di un nuovo modello di business che prevede la condivisione delle nostre tecnologie e competenze con collaboratori e ricercatori per massimizzare lo sviluppo e l’utilizzo della qPCR sindromica.”
Seegene sta attualmente cercando un partner in ogni paese per aderire a questa iniziativa. E i partner selezionati avranno quindi accesso a OneSystem™ di Seegene (tecnologia, strumenti di sviluppo e rete aziendale). Seegene ha già firmato contratti con un’azienda in Israele, ed è in corso con altre società in Europa.
Si tratta di un’iniziativa senza precedenti. “La nostra visione è tentare qualcosa di radicalmente diverso”, afferma Lee. “Vogliamo promuovere la collaborazione globale rendendo OneSystem™ disponibile a scienziati, esperti e aziende partner in tutto il mondo. Porterà alla democratizzazione globale della PCR in tutti i campi”.
Più avanti nel futuro
Guardando ancora più lontano nel futuro, Seegene immagina un mondo in cui i test PCR siano incorporati nella vita di tutti i giorni, consentendo il monitoraggio continuo della salute di persone e animali. I test di routine potrebbero allertare le persone sulla presenza di agenti patogeni o malattie prima che compaiano i sintomi.
“Stiamo cercando di realizzare un nuovo modello di business che implichi la condivisione della tecnologia con l’obiettivo di rendere il mondo più resistente alle minacce emergenti”, afferma Chun. “Crediamo fermamente che le aziende debbano abbracciare la filosofia del contributo alla società. Attraverso sforzi collaborativi, potremo finalmente realizzare un mondo libero da tutte le malattie”.
Redazione NurseNews.eu