Ricerche che possono modellare il futuro. Un futuro più sano. Tecnologie che possono contribuire a una medicina sempre più di precisione e personalizzata. Il rapporto Top 10 Emerging Technologies 2026 del World Economic Forum, pubblicato in collaborazione con Frontiers, cerca ogni anno di individuare le innovazioni più vicine a trasformare il mondo. Tra le dieci selezionate quest’anno – che spaziano dall’energia ai materiali, dall’informatica alla salute – tre riguardano direttamente la medicina. Sono tecnologie all’avanguardia che hanno in comune una caratteristica: non sono più fantascienza, anche se ancora non possiamo parlare di medicina ordinaria. Sono nel mezzo, in quella fase in cui i laboratori cedono il passo alle corsie d’ospedale.

Gli esosomi come sistema di consegna dei farmaci

Immaginate di avere il farmaco perfetto, capace di silenziare un gene difettoso, correggere una mutazione o colpire una cellula tumorale con precisione chirurgica. Il problema è che questo farmaco, una volta iniettato nel sangue di un paziente, si degrada prima di arrivare a destinazione, oppure viene neutralizzato dal sistema immunitario, oppure ancora non riesce ad attraversare le barriere biologiche con cui il corpo tiene fuori i materiali estranei. È quello che il rapporto chiama “il problema dell’ultimo miglio” della medicina molecolare: la terapia più sofisticata del mondo vale zero se non riesce a raggiungere la cellula che ne ha bisogno.

Una soluzione potrebbe già esistere ed è dentro di noi. Le cellule producono continuamente piccole vescicole chiamate esosomi: sono pacchetti rivestiti di membrana che trasportano proteine, RNA e istruzioni genetiche da una cellula all’altra, come un sistema postale interno all’organismo. A differenza dei vettori sintetici usati finora, gli esosomi portano le firme molecolari che il corpo riconosce come proprie. Questo permette loro di sopravvivere nel flusso sanguigno, attraversare barriere difficili come quella che protegge il cervello e consegnare il loro contenuto all’interno delle cellule bersaglio con un’efficacia che i carrier artificiali non riescono a eguagliare (su questo fronte sta lavorando per esempio la startup italiana ExoLab).

L’idea di caricare questi esosomi con farmaci terapeutici non è nuova, ma fino a pochi anni fa la produzione su scala clinica era praticamente impossibile. A partire dal 2020, l’arrivo quasi simultaneo di sistemi automatizzati, bioreattori tridimensionali e nuove tecniche di purificazione ha cambiato le carte in tavola: i rendimenti sono aumentati fino a cinquanta volte, rendendo finalmente praticabile la produzione in quantità sufficienti per i trial clinici. E la Food and Drug Administration (FDA) e l’Agenzia europea dei medicinali (EMA) hanno classificato le terapie a base di esosomi come prodotti medicinali biologici, offrendo agli sviluppatori una categoria regolatori entro cui operare.

Dai risultati incoraggianti alle criticità da affrontare

Dal 2022 sono stati avviati oltre 200 trial clinici in oncologia e neurologia. E i risultati preliminari sono incoraggianti. All’MD Anderson Cancer Center dell’Università del Texas, un trial di fase uno su pazienti con cancro al pancreas senza più opzioni terapeutiche ha mostrato una stabilizzazione della malattia grazie a esosomi ingegnerizzati capaci di colpire una mutazione che aveva resistito a tutti i farmaci precedenti.

Nel 2025, un lavoro pubblicato su Journal of Nanobiotechnology ha dimostrato che esosomi carichi di strumenti di editing genico riescono ad attraversare la barriera emato-encefalica ed entrare nei neuroni senza scatenare risposte immunitarie: un passo avanti significativo per la ricerca su Alzheimer, Parkinson e sul glioblastoma, il tumore del cervello più aggressivo.

«Gli esosomi potrebbero risolvere uno dei principali limiti delle terapie avanzate, cioè la capacità di raggiungere con precisione il bersaglio biologico» spiega Gianni Ciofani, direttore del Center for materials Interfaces dell’Istituto Italiano di Tecnologia di Pontedera e caporedattore della sezione Bionanotechnology di Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. «Se questa tecnologia manterrà le promesse degli studi clinici, potrà rendere molto più efficaci non solo i farmaci biologici, ma anche le future terapie di editing genomico, superando una delle principali barriere che oggi ne limitano l’applicazione».

Secondo Davide De Pietri Tonelli, responsabile del laboratorio di Neurobiology of miRNA all’IIT di Genova, gli esosomi come piattaforma terapeutica devono ancora affrontare alcuni limiti non semplici da superare, riassumibili in tre criticità principali. Il primo è di natura scientifica: queste particelle possono già essere purificate e, in alcuni casi, ingegnerizzate, ma il problema centrale resta capire esattamente quali esosomi indirizzare verso quale bersaglio.

«Il secondo nodo riguarda la safety e il quadro regolatorio» continua De Pietri. «Se si parte da esosomi del paziente, è necessario capire cosa contengano oltre al farmaco veicolato: nel caso, per esempio, di esosomi rilasciati da cellule tumorali, esiste il rischio che insieme al farmaco vengano trasportati anche componenti oncogenici. La soluzione ideale sarebbe quindi un esosoma neutrale, le cui componenti principali possano essere controllate con precisione. Sul piano regolatorio, al momento le agenzie non dispongono di uno standard univoco ed equivalente per safety e tossicità, ed EMA e FDA applicano asticelle diverse».

La terza criticità è la scalabilità: se nell’industria farmaceutica si è sempre parlato di scalare verso l’alto e verso grandi volumi, qui la sfida è scalare verso il basso, a piccole dosi, perché l’obiettivo può essere curare un singolo paziente portatore di una specifica mutazione. Questo impone di ripensare la filiera produttiva, finora abituata a volumi enormi, e apre al tempo stesso un’opportunità per aziende di dimensioni più contenute, comprese quelle italiane.

Vaccini mRNA personalizzati contro il cancro

Due pazienti ricevono la stessa diagnosi di cancro. Le loro prognosi, però, possono essere molto diverse. Le mutazioni che guidano il tumore, le proteine che marcano quelle cellule come pericolose, le vulnerabilità su cui un trattamento potrebbe fare leva: tutto questo è unico per ciascun paziente. Fino a poco tempo fa, la medicina non era in grado di costruire una terapia a quel livello di specificità. I vaccini mRNA personalizzati contro il cancro cambiano questa equazione.

Il funzionamento è diverso da quello dei farmaci tradizionali: invece di attaccare il cancro direttamente, addestrano il sistema immunitario a riconoscerlo. Quando un paziente riceve la diagnosi, i medici prelevano cellule dal tumore, ne sequenziano le mutazioni genetiche e identificano le proteine – chiamate antigeni – che marcano quelle cellule come estranee. Viene poi sintetizzato un vaccino mRNA costruito attorno a quel profilo specifico, con istruzioni che preparano il sistema immunitario a riconoscere e attaccare le cellule che portano quei marcatori. Se il cancro dovesse tornare, il sistema immunitario è già pronto.

Due decenni di ricerca genomica e la rapida espansione dell’infrastruttura mRNA durante la pandemia di Covid-19 hanno concorso a dare ai vaccini oncologici personalizzati una nuova spinta. La pandemia ha trasformato l’mRNA da piattaforma di ricerca a infrastruttura produttiva e regolatoria globale, con circa 79,4 miliardi di dollari di investimenti pubblici.

I dati clinici sono tra i più promettenti degli ultimi anni. Per il cancro al pancreas un trial al Memorial Sloan Kettering Cancer Center ha seguito i pazienti per sei anni: tra coloro il cui sistema immunitario aveva risposto alla terapia, il tasso di sopravvivenza ha raggiunto il 90%.

Per il melanoma ad alto rischio, un trial multicentrico tra Stati Uniti ed Europa ha mostrato che la combinazione di vaccino personalizzato e immunoterapia con pembrolizumab riduce il rischio di recidiva o morte del 49% rispetto alla sola immunoterapia: un risultato abbastanza solido da far avanzare la combinazione verso la fase 3. Il problema principale è l’accesso, scriveva Science nel 2023: con costi iniziali che potrebbero superare i 100mila dollari per paziente, questi vaccini rischiano di restare un privilegio dei sistemi sanitari più ricchi.

«Una criticità, non meno rilevante, riguarda la prossimità diagnostica disponibile nel Servizio sanitario nazionale: per capire con precisione il tipo di tumore di un paziente servirebbero metodi di PCR e genomica avanzata, che però non sono disponibili in tutti i laboratori ospedalieri. Servirebbe quindi un grande investimento per portare queste tecnologie diagnostiche più vicino alla pratica clinica quotidiana» puntualizza Davide De Pietri Tonelli.

Simulazione quantistica per scoprire nuovi farmaci

Una singola proteina può contenere migliaia di atomi, ciascuno in interazione con i vicini in modi che determinano se un farmaco si legherà al suo bersaglio, lo mancherà o innescherà una reazione indesiderata altrove nel corpo. Per decenni, prevedere queste interazioni ha richiesto semplificazioni che hanno inevitabilmente introdotto errori. Ciò che è cambiato di recente sono i progressi ingegneristici: il miglioramento della correzione degli errori ha reso i calcoli quantistici significativamente più affidabili, e le architetture ibride che combinano processori quantistici e classici hanno reso la tecnologia compatibile con i flussi di lavoro farmaceutici esistenti. Il mercato della scoperta di farmaci quantistici è circa raddoppiato di valore negli ultimi cinque anni.

Nel 2025, IBM e Moderna hanno completato la più grande simulazione di protein folding e interazioni mRNA mai eseguita su un computer quantistico. In Francia, le startup Pasqal e Qubit Pharmaceuticals stanno percorrendo una strada diversa, usando computer quantistici ad atomi neutri per la scoperta di piccole molecole con il sostegno del Wellcome Trust.

L’aspetto più rilevante, però, è dove la simulazione quantistica comincia ad espandere ciò che è possibile: alcune malattie sono state a lungo considerate “non aggredibili” farmacologicamente perché i bersagli molecolari erano troppo complessi o troppo dinamici per essere risolti dai modelli classici. La simulazione quantistica può ora accedere a quel livello di complessità. Non garantisce un farmaco, ma cambia ciò che vale la pena tentare.

«È vero che, in ambito scientifico, il quantum computing è una tecnologia ancora giovane, ma negli ultimi mesi sta mostrando un possibile impatto pratico che fino a poco tempo fa non era affatto scontato: un risultato reso possibile soprattutto grazie a IBM, che con i suoi sistemi – tra cui quello di Cleveland – ha dimostrato un impatto concreto in ambito biochimico e farmacologico» commenta Marco De Vivo, direttore associato delle Computational Sciences all’IIT di Genova, dove dirige il laboratorio Molecular Modeling and Drug Discovery.

«Si tratta tuttavia di un impatto che non si vedrà da un giorno all’altro, a differenza di quanto accaduto con gli LLM e ChatGPT, basati su una fisica più “semplice”: i risultati del quantum computing applicato alla scala microscopica si vedranno più avanti, perché al momento siamo ancora nella fase di proof of concept. Resta inoltre fermo un principio di fondo: la scienza computazionale, per quanto avanzata, richiede sempre la validazione della parte sperimentale».

La sfida delle sfide: l’accessibilità dell’innovazione

«Il futuro della medicina non sarà determinato solo dalla qualità delle scoperte scientifiche, ma anche dalla capacità dei sistemi sanitari di renderle disponibili ai pazienti in modo tempestivo ed equo» conclude Ciofani. «Il rischio, altrimenti, è quello di assistere a straordinari avanzamenti tecnologici che rimangono confinati in pochi centri altamente specializzati o accessibili soltanto ai sistemi sanitari più ricchi».