Per quanto concerna la linea ONCO-ND1, l’impiego degli inibitori dei checkpoint immunologici ha messo in luce le grandi potenzialità di tali terapie
immuno-oncologiche caratterizzate da risposte positive e durature mai osservate prima. In molti casi questo tipo di trattamenti permettono sia la remissione completa della malattia che l’incremento della sopravvivenza e qualche volta la guarigione della neoplasia anche in stadio avanzato. Tuttavia uno dei maggiori problemi è che solo una percentuale di pazienti (in genere il 25% in tutti i tipi di neoplasie immuno-responsive) sono sensibili a tali strategie terapeutiche. E’ quindi imperativo l’individuazione dei pazienti che possono beneficiare maggiormente di questo tipo di terapie che sono spesso costose ed oberate da effetti collaterali. Inoltre è urgente la richiesta dello sviluppo di strategie immunoterapiche innovative in grado di ottimizzare gli effetti ed i benefici terapeutici nelle neoplasie umane. Allo stato attuale, nonostante correlazioni tra parametri di espressione genica, non sono noti singoli parametri molecolari della neoplasia che siano in grado di predire con precisione la risposta all’immunoterapia e i parametri diagnostici ad oggi usati sono dotati in genere di una bassa sensibilità e specificità che spesso contribuiscono al fallimento della predizione della risposta. Questo determina una perdita di una quota di pazienti che potrebbero rispondere al trattamento e l’esposizione a effetti collaterali non
traducibili in benefici terapeutici in un’altra quota di pazienti. Un altro importante limite è costituito dalla necessità di predire gli effetti collaterali di questo tipo di trattamenti che talvolta possono anche essere letali. A tale scopo recentemente abbiamo evidenziato come l’espressione di certi aplotipi di HLA siano predittivi di polmoniti indotte da inibitori di checkpoint immunologici (Correale et al Cells 2020). L’identificazione di pattern genetici del tumore e dell’ospite
nella predizione della tossicità a terapie anti-cancro è un altro nodo principale da sciogliere nella ottimizzazione delle strategie terapeutiche anti-cancro.
La piattaforma molecolare/computazionale ONCO-ND1 sviluppata da IMMUNOMICA, che integra i risultati delle ricerca del gruppo proponente testimoniate da numerose scoperte e pubblicazioni in ambito internazionale, intende rispondere specificamente a questi due obiettivi.

La piattaforma ONCO-ND1 permette l’analisi complessiva delle caratteristiche immunologiche del tumore e del suo microambiente in ogni singolo campione neoplastico. Le metodologie sviluppate dal gruppo di proponenti hanno la caratteristica di massimizzare i dati generati da ogni singolo campione e dall’altra di ottimizzarne l’interpretazione adottando un’unica metodologia di acquisizione basata su Sequenziamento di prossima generazione (Next Generation Sequencing) per ottenere un’accurata caratterizzazione immunologica che tradizionalmente richiedere saggi nonché formati e modalità di interpretazione di tipo diverso.
Mediante un’unica acquisizione di sequenziamento del campione di DNA/RNA in esame, applicando gli algoritmi sviluppati dai ricercatori proponenti sarà’ possibile identificare:

• A Il tumor Mutational Burden (associato a risposta all’immunoterapia)
• B Neoantigen load (associato a risposta all’immunoterapia)
• C La presenza dell’Instabilità dei microsatelliti (MSI) (forte predittore di risposta all’immunoterapia)
• D Repertorio dei recettori delle T-Cell (un’alta clonalità è associata a risposta all’immunoterapia)
• E Il sottotipo HLA (la presenza di alcuni aplotipi di HLA e’ associata ad alta risposta all’immunoterapia)
• F Espressioni delle signature immunitarie di immune risposta e resistenza (associate a risposta o resistenza all’immunoterapia)
• G La presenza di specifiche mutazioni tumorali somatiche associate a resistenza di immunoterapia (mutazioni specifiche della pathway dell’interferone e altre mutazioni quali quelle inerenti alle pathway EGFR/MAPK sono associate a resistenza
  all’immunoterapia)
• H La presenza di polimorfismi germinali associati a risposta
• I La composizione del microbioma (la presenza di specifici ceppi batterici sono associati a risposta all’immunoterapia)
• L Espressione da sangue periferico di miRNA signatures predittive di riposta ad immunoterapia

L’innovazione della piattaforma ONCO-ND1 è duplice, da una parte le metodologie innovative di estrazione di DNA/RNA da tessuto tumorale e da liquidi biologici e caratterizzazione del microambiente tumorale da campioni su paraffina, dall’altra gli algoritmi di analisi di dati da sequenziamento messi a punto nel corso degli anni da una collaborazione fra il gruppo del Prof.
Bedognetti presso il SIDRA Medical Research Center di Doha (Qatar) e del Prof. Ceccarelli presso il Centro di Ricerca BIOGEM. In particolare, per ogni parametro analizzato dalla piattaforma, specifiche pubblicazioni scientifiche hanno dimostrato la loro associazione con la risposta all’immunoterapia. Mentre la
maggior parte delle ricerche è stato valutato un singolo parametro alla volta mentre la piattaforma proposta consente la valutazione di tutti parametri organizzati in 10 categorie con un singolo test integrato di analisi di DNA ed RNA. Il sinergismo predittivo di questi parametri, per esempio di signatures immunitarie + mutational burden , o polimorfismi germinali quali HLA e Fc Receptors e tumour mutational burden e’ stato dimostrato recentemente. Le linee guida
della più’ importante società di immunoterapia oncologica (The Society For The Immunotherapy of Cancer) (Bedognetti, Ceccarelli, et al Journal for Immunotherapy of Cancer. 2019 May 22;7(1):131.) hanno posto l’enfasi sull’importanza della valutazione integrata di questi parametri per una futura implementazione dell’immunoterapia personalizzata.
Le tecnologie sviluppate per la caratterizzazione immunologica di tumori da dati di sequenziamento che confluiscono nella piattaforma ONCO-ND1 potranno essere utilizzate per la definizione di terapie personalizzate e per la selezione dei pazienti più idonei alle immunoterapie. Le competenze sviluppate dall’equipe del Prof. Michele Caraglia nell’Oncologia Molecolare e nella Medicina di Precisione saranno strumentali per poter definire le modalità di redazione dei report diagnostici e le associazioni delle caratteristiche immunologico/molecolari con le strategie terapeutiche e i trial clinici più appropriati per ciascun singolo campione. In questa stessa ottica l’utilizzo integrato di molteplici marcatori genetici e molecolari potrebbe portare alla chiara definizione del rischio di sviluppare effetti collaterali severi (come polmoniti interstiziali fatali) evitando il relativo pericolo di insorgenza.
In definitiva l’obiettivo di IMMUNOMICA è quello di colmare un vuoto di mercato soprattutto Italiano ed Europeo, dove sebbene esistano ormai numerosissimi centri che offrano servizi di sequenziamento, non sono state realizzate soluzioni di mercato specializzate ed analitiche focalizzate sulle immunoterapie. La rilevanza internazionale delle competenze e delle tecnologie sviluppate dal gruppo dei proponenti pone IMMUNOMICA alla frontiera dello stato dell’arte scientifico e tecnologico in quest’ambito. Un ulteriore fattore di successo di questa iniziativa è quella di costituire una spin-off del Centro di Ricerca BIOGEM di Ariano Irpino presso cui IMMUNOMICA sarà’ localizzata con la possibilità di accesso alle attrezzature di biologia molecolare, sequenziamento, calcolo ad alte prestazioni e laboratori di modelli animali fra i più attrezzati in Italia. E’ da sottolineare inoltre che presso il centro di Ricerca Biogem sono già’ operanti le equipe di ricerca del Prof. Michele Ceccarelli e del Prof. Michele Caraglia.