Immagine: Nick Tatonetti (al centro) ed il suo team: Tal Loberbaum, Phyllis Thangaraj e Kevin Sampson del Department of Biomedical Informatics alla Columbia University. Credit: E. Jason Wambsgans/Chicago Tribune
I ricercatori della Columbia University Medical Center e del Data Science Institute alla Columbia University, hanno scoperto una interazione farmacologica potenzialmente pericolosa utilizzando la scienza dei dati. I loro risultati sono stati pubblicati sull’ultimo numero del Journal of American College of Cardiology .
Sicuri se assunti da soli, alcuni farmaci da prescrizione diventano letali se combinati. Molte di queste interazioni sono ben note, ma molte altre sono ancora sconosciute ai medici, aziende farmaceutiche e pazienti. Identificare queste combinazioni rischiose è una priorità, poichè è in aumento il numero di persone che assumono sempre più farmaci.
Sfruttando la potenza della scienza dei dati di grandi dimensioni, i ricercatori hanno trovato un modo per ampliare e migliorare la ricerca sulle interazioni farmacologiche pericolose. L’ estrazione da un database del governo degli effetti collaterali segnalti dei farmaci e da un archivio dell’ ospedale universitario dei dati dei pazienti, ha permesso ai ricercatori di scoprire otto coppie di farmaci che sono associate ad un rischio più elevato di una patologia cardiaca potenzialmente mortale. Testando delle cellule del cuore di pazienti in laboratorio, i ricercatori hanno scoperto il motivo per cui la combinazione di due farmaci può interferire con la normale attività elettrica del cuore in alcuni pazienti.
Il team di ricerca ha studiato gli effetti dell’interazione del farmaco –ceftriaxone, un antibiotico venduto con il marchio Rocephin e lansoprazolo, un farmaco prescritto per il bruciore di stomaco, venduto come Prevacid – ampiamente prescritto. I rischi cardiaci di questi farmaci usati da soli, non sono noti, ma insieme, possono aumentare il rischio di una condizione del cuore nota come sindrome del QT lungo, che può causare anomalie del ritmo cardiaco e, in rari casi, la morte improvvisa.
“La sindrome del QT lungo (LQTS, dall’inglese “Long Q-T Syndrome”) è una rara anomalia cardiaca caratterizzata da una ritardata ripolarizzazione delle cellule miocardiche ed associata a sincope. La sincope è determinata il più delle volte, da aritmie maligne, specialmente torsioni di punta, che possono degenerare in fibrillazione ventricolare, sino all’ arresto cardiaco irreversibile del soggetto colpito. Le aritmie nei pazienti affetti da LQTS sono spesso scatenate dall’esercizio fisico o dagli stimoli emotivi“.
Lo studio rileva che i pazienti che assumono ceftriaxone e lansoprazolo insieme, avevano 1,4 volte più probabilità di un prolungamento dell’intervallo QT rispetto alle persone che stavano assumendo solo uno di questi farmaci.
“La cosa più sorprendente è che si può utilizzare un database di miliardi di dati prevedere che due molecole insieme, possono modificare le funzioni di una proteina in una singola cellula deel cuore. Significa che questi algoritmi sono davvero utili nella ricerca medica.” “, ha spiegato l’autore senior dello studio, Nicholas Tatonetti, Assistente Professore di informatica biomedica presso la Columbia University Medical Center e membro del Columbia’s Data Science Institute
Una collaborazione insolita ha portato alla ricerca. Un giornalista del Chicago Tribune ha contattato Tatonetti per avere informazioni sul suo precedente lavoro per lo sviluppo di algoritmi per scoprire le interazioni farmacologiche pericolose. A quel tempo, Tatonetti si era concentrato sul diabete per trovare combinazioni di farmaci che potevano ridurre i livelli di zucchero nel sangue, ma c’era stata una mancanza di interesse per il suo lavoro. Il giornalista, Sam Roe, ha avuto un’idea. Che cosa succede se Tatonetti sposta la sua ricerca per l’individuazione di interazioni farmacologiche potenzialmente fatatli per il cuore? Questo tema poteva riscuotere sicuramente successo.
Roe aveva presentato Tatonetti a Raymond Woosley, un esperto nazionale sulla sindrome del QT lungo indotta da farmaci il cui lavoro precedenza aveva portato alla rimozione di un farmaco per la cura dell’allergia, dal mercato. Woosley ha consegnato a Tatonetti un elenco di farmaci noti per causare il prolungamento dell’intervallo QT e una costellazione di effetti collaterali, che il ricercatore ha utilzzato per scrivere un algoritmo per la ricerca di un database sugli effetti collaterali del farmaco.
Osservando solo gli effetti collaterali, l’algoritmo ha individuato centinaia di coppie di farmaci sospetti. Per restringere la ricerca, i ricercatori si sono rivolti a un database della Columbia di dati dei pazienti per verificare se le coppie di farmaci avevano prodotto effetti misurabili sul cuore. Consultando gli elettrocardiogrammi presenti nel database, i ricercatori hanno individuato il segnale di prolungamento del QT associato alla somministrazione di una dozzina di farmaci prescritti insieme.
Per ulteriore convalida, Woosley ha presentato Tatonetti ad un ex collega, Robert Kass, Presidente del Dipartimento di Farmacologia della Columbia che era anche interessato alla ricerca delle interazioni farmacologiche cardiache pericolose. Delle quattro coppie di farmaci con il maggior effetto, i ricercatori hanno testato la combinazione più utilizzata: ceftriaxone e lansoprazolo.
Come anticipato, i due farmaci prescritti da soli non avevano alcun effetto su un percorso elettrico chiamato canale hERG che aiuta a il cuore a mantenere un ritmo normale. Quando combinati, tuttavia, i ricercatori hanno trovato che i farmaci bloccavano il segnale elettrico del canale responsabile del mantenimento di un normale intervallo QT.
I ricercatori hanno informato la FDA e le aziende della scoperta, Roche per ceftriaxone e Takeda per lansoprazolo e stanno proseguendo a testare le altre tre coppie di farmaci.
I sostenitori della sicurezza dei farmaci sono molto soddisfatti. Lo studio fornisce la prova che gli strumenti scientifici possono scovare segnali significativi negli oceani dei dati. ” Le interazioni farmacologiche si verificano spesso, ma spesso rimangono sconosciute e noi abbiamo bisogno di migliori metodi di rilevamento”, ha detto il coautore dello studio Woosley, Presidente e fondatore di ACZERT, un’organizzazione senza scopo di lucro in Arizona focalizzata sulla sicurezza dei farmaci. “Le tecniche di Nick aprono nuove possibilità di esplorazione dei dati per i ricercatori”.
In un editoriale pubblicato nello stesso numero della rivista, Dan Roden, della Vanderbilt University Medical Center, ha espresso sostegno all’approccio e ha raccomandato gli autori di conferamre i risultati anche in uno studio clinico.
Fonte:Columbia University
