Il dottor Cheng e colleghi hanno sviluppato una strategia di Network Medicine per prevedere le manifestazioni della malattia associate a COVID-19 e trovare farmaci esistenti potenzialmente efficaci nei trattamenti COVID-19.

I risultati di un nuovo studio condotto dalla Cleveland Clinic suggeriscono che la melatonina, un ormone che regola il ciclo sonno-veglia e che è comunemente usato come ausilio per il sonno, può essere un’opzione di trattamento praticabile per COVID-19.

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Poiché il COVID-19 continua a diffondersi in tutto il mondo, in particolare con i casi in aumento durante quello che alcuni hanno definito il “picco autunnale”, il riutilizzo di farmaci già approvati dalla Food and Drug Administration degli Stati Uniti per nuovi scopi terapeutici continua ad essere il più efficiente ed economico approccio efficace per trattare o prevenire la malattia.

Secondo i risultati pubblicati su PLOS Biology, una nuova piattaforma di intelligenza artificiale sviluppata dai ricercatori del Lerner Research Institute per identificare possibili farmaci per il riutilizzo di COVID-19 ha rivelato la melatonina come un candidato promettente.

L’analisi dei dati dei pazienti dal registro COVID-19 della Cleveland Clinic ha anche rivelato che l’uso di melatonina era associato a una probabilità ridotta di quasi il 30% di risultare positivo per SARS-CoV-2 (il virus che causa COVID-19) dopo l’adeguamento per età, razza, fumo e varie comorbidità della malattia. In particolare, la ridotta probabilità di risultare positivi al virus è aumentata dal 30 al 52 percento per gli afroamericani se aggiustata per le stesse variabili.

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“È molto importante notare che questi risultati non suggeriscono che le persone dovrebbero iniziare a prendere la melatonina senza consultare il proprio medico”, ha detto Feixiong Cheng, PhD, assistente del personale del Genomic Medicine Institute e autore principale dello studio. “Studi osservazionali su larga scala e studi controllati randomizzati sono fondamentali per convalidare il beneficio clinico della melatonina per i pazienti con COVID-19, ma siamo entusiasti delle associazioni presentate in questo studio e dell’opportunità di esplorarle ulteriormente”.

Qui, i ricercatori hanno sfruttato le metodologie della Network Medicine e le cartelle cliniche elettroniche su larga scala dei pazienti della Cleveland Clinic per identificare le manifestazioni cliniche e le patologie comuni tra COVID-19 e altre malattie. Nello specifico, hanno misurato la prossimità tra i geni/proteine ​​ospiti SARS-CoV-2 e quelli ben associati ad altre 64 malattie in diverse categorie di patologie (cancro maligno e malattie autoimmuni, cardiovascolari, metaboliche, neurologiche e polmonari), dove una vicinanza più stretta indica una maggiore probabilità di associazioni patologiche tra le malattie.

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Hanno scoperto, ad esempio, che le proteine ​​associate alla sindrome da distress respiratorio e alla sepsi, due principali cause di morte nei pazienti con COVID-19 grave, erano altamente connesse con più proteine ​​SARS-CoV-2.

“Questo ci segnala, quindi”, ha spiegato il dottor Cheng, “che un farmaco già approvato per il trattamento di queste condizioni respiratorie può avere una qualche utilità nel trattare anche il COVID-19 agendo su quegli obiettivi biologici condivisi”.

Nel complesso, hanno determinato che le malattie autoimmuni (es., Malattia infiammatoria intestinale), polmonari (es., Broncopneumopatia cronica ostruttiva e fibrosi polmonare) e neurologiche (es., Depressione e disturbo da deficit di attenzione e iperattività) mostravano una significativa vicinanza di rete alla SARS-CoV-2 geni/proteine ​​e hanno identificato 34 farmaci come candidati riproposti, primo fra tutti la melatonina.

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“Studi recenti suggeriscono che il COVID-19 è una malattia sistematica che colpisce più tipi di cellule, tessuti e organi, quindi la conoscenza delle complesse interazioni tra il virus e altre malattie è la chiave per comprendere le complicazioni correlate a COVID-19 e identificare i farmaci riutilizzabili”, ha detto Dr. Cheng. “Il nostro studio fornisce una potente strategia di Network Medicine integrativa per prevedere le manifestazioni della malattia associate a COVID-19 e facilitare la ricerca di un trattamento efficace”.

Yadi Zhou, PhD, uno scienziato dei dati, e Yuan Hou, PhD, un borsista post-dottorato, entrambi membri del laboratorio Cheng, sono i primi autori di questo studio, che è stato supportato in parte dal National Institute on Aging e dal National Heart, Lung e Blood Institute, entrambi parti del National Institutes of Health.

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Serpil Erzurum, MD, presidente del Lerner Research Institute e leader del COVID-19 Research Intervention Team presso la Cleveland Clinic; Lara Jehi, MD, chief information officer presso la Cleveland Clinic e leader del registro COVID-19 della Cleveland Clinic; Reena Mehra, MD, direttore della ricerca sui disturbi del sonno presso il Centro del Sonno del Neurological Institute; e Charis Eng, MD, PhD, presidente del Genomic Medicine Institute, sono coautori di questo studio.

Fonte: Cleveland Clinic Lerner Research Institute

Riferimento alla rivista:
Yadi Zhou, Yuan Hou, Jiayu Shen, Reena Mehra, Asha Kallianpur, Daniel A. Culver, Michaela U. Gack, Samar Farha, Joe Zein, Suzy Comhair, Claudio Fiocchi, Thaddeus Stappenbeck, Timothy Chan, Charis Eng, Jae U. Jung, Lara Jehi, Serpil Erzurum, Feixiong Cheng. A network medicine approach to investigation and population-based validation of disease manifestations and drug repurposing for COVID-19. PLOS Biology, 2020; 18 (11): e3000970 DOI: 10.1371/journal.pbio.3000970