Biomarcatori nelle sperimentazioni cliniche: cosa sono e perché contano

Cos'è un biomarcatore?

Un biomarcatore è una caratteristica definita, misurata come indicatore di processi biologici normali, processi patologici o risposte a un'esposizione o a un intervento, inclusi gli interventi terapeutici. Le caratteristiche molecolari, istologiche, radiografiche e fisiologiche sono tutti tipi di biomarcatori^[1].

Un biomarcatore non è una valutazione di come una persona si sente, funziona o sopravvive^[1]. È una misura oggettiva che cattura ciò che accade in una cellula o in un organismo in un determinato momento^[2].

Molti biomarcatori derivano da misurazioni semplici effettuate durante una visita medica di routine, come la pressione arteriosa o il peso corporeo. Altri si basano su esami di laboratorio su sangue, urine o tessuti, e alcuni catturano cambiamenti a livello molecolare e cellulare analizzando geni o proteine^[2]. Un livello elevato di colesterolo nel sangue, ad esempio, è un biomarcatore del rischio di infarto^[3].

Perché i biomarcatori sono importanti nella ricerca e nelle sperimentazioni?

I biomarcatori aiutano ricercatori e medici a monitorare i processi sani, a diagnosticare malattie e altre condizioni di salute, a seguire le risposte ai farmaci e a identificare i rischi per la salute in una persona. I clinici li usano per rilevare cambiamenti cerebrali precoci, comprendere come sono coinvolti i fattori di rischio, identificare i partecipanti che soddisfano determinati requisiti per sperimentazioni cliniche e studi e monitorare le risposte dei partecipanti a un farmaco sperimentale o a un altro intervento, come l'esercizio fisico^[3].

Gli scienziati usano i biomarcatori anche per comprendere meglio i processi biologici fondamentali e per trasformare i risultati della ricerca in applicazioni pratiche in ambito medico e di sanità pubblica^[2]. I biomarcatori e i fenotipi specifici per bersaglio sono importanti per la progettazione mirata dei farmaci e per la medicina individualizzata, e costituiscono un aspetto rilevante della moderna ricerca e sviluppo farmaceutico^[4].

Quali sono le sette categorie di biomarcatori?

Il glossario BEST (Biomarkers, EndpointS and other Tools) definisce sette categorie di biomarcatori: suscettibilità/rischio, diagnostico, monitoraggio, prognostico, predittivo, farmacodinamico/risposta e sicurezza. Una descrizione completa del biomarcatore include il nome del biomarcatore, la fonte o matrice, la caratteristica o le caratteristiche misurabili e il metodo analitico utilizzato per misurarlo^[1].

Un biomarcatore può essere una singola caratteristica o un pannello di più caratteristiche^[1].

Categoria	Cosa indica
Suscettibilità/rischio	Probabilità di sviluppare una condizione
Diagnostico	Presenza di una condizione
Monitoraggio	Variazione di una condizione nel tempo
Prognostico	Decorso o esito probabile
Predittivo	Probabile risposta a un trattamento specifico
Farmacodinamico/risposta	Risposta biologica a un'esposizione o a un intervento[1]
Sicurezza	Rischio di danno da un intervento[1]

Qual è la differenza tra un biomarcatore prognostico e uno predittivo?

Tra le sette categorie, due sono le più rilevanti quando si partecipa a uno studio: i biomarcatori prognostici e quelli predittivi. Entrambi appartengono al quadro del glossario BEST (Biomarkers, EndpointS, and other Tools) per la descrizione dei biomarcatori, ed entrambi descrivono la relazione tra una caratteristica misurabile e ciò che accade successivamente^[1].

Negli studi sulle malattie ambientali, gli scienziati classificano sottogruppi di biomarcatori all'interno di tipi di malattie complesse, come il cancro, per sviluppare e indirizzare trattamenti appropriati. Il NIEHS sostiene lo sviluppo di biomarcatori che misurano la suscettibilità – variazioni genetiche che pongono una persona a maggior rischio di effetti sulla salute derivanti da un'esposizione ambientale^[2].

Cosa sono le sperimentazioni guidate dai biomarcatori e i diagnostici companion?

I disegni di sperimentazione guidati dai biomarcatori consentono di testare le terapie in partecipanti selezionati in base a una caratteristica misurabile anziché soltanto in base a una diagnosi clinica. È probabile che le terapie efficaci siano caratterizzate da trattamenti combinati, sequenze di trattamenti e trattamenti abbinati a sottogruppi specifici di pazienti. I disegni di sperimentazione innovativi sono adatti a misurare il beneficio del trattamento per tali terapie. I disegni innovativi di sperimentazione clinica includono studi randomizzati adattivi, a piattaforma e con assegnazione multipla sequenziale^[5].

Un esempio tratto dalla ricerca in fase iniziale mostra come un biomarcatore possa orientare lo sviluppo di un farmaco: gli inibitori selettivi della calpaina-2 bloccano una via che porta al danno neuronale, e un biomarcatore ematico identificato riflette l'attivazione cerebrale di questa via, consentendo di determinare l'efficacia del farmaco^[5].

Un diagnostico companion è un test sviluppato parallelamente a un farmaco. Co-sviluppare un diagnostico insieme al suo farmaco abbinato, invece che dopo l'approvazione del farmaco, condiziona sia il disegno della sperimentazione clinica sia la tempistica regolatoria^[6].

Da un risultato di ricerca a un test di grado clinico

Un test in fase di scoperta e un test pronto per la sperimentazione clinica non sono la stessa cosa; il passaggio dall'uno all'altro, il "blocco" del test, costituisce una fase di sviluppo a sé stante^[6].

Un biomarcatore spaziale scoperto in un contesto di ricerca viene tipicamente ottimizzato in modo iterativo, con un team di ricerca libero di modificare le condizioni di colorazione, le concentrazioni degli anticorpi e i parametri di analisi man mano che affina il risultato. Un test diagnostico companion non può funzionare così; ogni parametro deve essere fissato, documentato e poi lasciato invariato, proprio perché le caratteristiche prestazionali di un test validato hanno significato solo se il test stesso smette di cambiare^[6].

L'uso esclusivamente di ricerca dell'immunofluorescenza multiplex nella ricerca traslazionale manca dei controlli rigorosi e della standardizzazione necessari per soddisfare i severi requisiti di riproducibilità, sensibilità e specificità che lo stesso test deve affrontare quando è destinato all'uso in una sperimentazione clinica. Una volta bloccato un test, la validazione analitica verifica se questo protocollo esatto e fisso produce risultati coerenti e accurati, e se continua a farlo nell'intera gamma di condizioni che un laboratorio clinico reale incontrerà effettivamente^[6].

L'obiettivo realistico della validazione tra centri non è un accordo perfetto tra i laboratori, ma un parametro di riferimento quantificato e documentato su quanta variabilità sia accettabile prima che un risultato non debba più essere considerato affidabile^[6].

Come vengono qualificati i biomarcatori per lo sviluppo dei farmaci?

Quando un biomarcatore viene qualificato, significa che è stato sottoposto a un processo regolatorio formale per garantire che possa essere considerato affidabile per un'interpretazione e un'applicazione specifiche nello sviluppo di prodotti medici e nella revisione regolatoria, nell'ambito del contesto d'uso dichiarato (context of use, COU). A essere qualificato è il biomarcatore, non il metodo di misurazione del biomarcatore^[1].

Il processo di qualificazione è collaborativo: il Biomarker Qualification Program collabora con il richiedente o i richiedenti nel guidare lo sviluppo del biomarcatore. Spesso più parti interessate lavorano insieme in gruppi di lavoro o consorzi per sviluppare un biomarcatore da qualificare, il che consente di condividere le risorse e riduce l'onere per i singoli collaboratori^[1].

I biomarcatori qualificati hanno il potenziale di fornire informazioni preziose che possono ridurre l'incertezza nelle decisioni regolatorie durante lo sviluppo dei farmaci^[1].

Come vengono scoperti i nuovi biomarcatori?

La scoperta di biomarcatori rilevanti è sempre più supportata da tecniche in silico basate sull'applicazione di data mining e chimica computazionale a grandi database molecolari. Una fonte di informazioni ancora più ampia disponibile per tali scoperte è costituita dai repository di documenti di ricerca^[4].

Un esperimento pilota ha riportato la scoperta di potenziali nuovi biomarcatori e fenotipi per diabete e obesità mediante text mining auto-organizzato di circa 120.000 abstract di PubMed, riassunti pubblici di sperimentazioni cliniche e documenti di ricerca interni. Richiamo e precisione rispetto a parametri di riferimento consolidati, ma diversi, si collocavano rispettivamente in intervalli fino al 30% e al 50%^[4].

Questo approccio, integrato da adeguati processi di cura manuale, si dimostra promettente come alternativa ai processi basati su vocabolari che dipendono dalla lettura e dall'analisi di tutti i testi da parte di persone. Potrebbe avere un impatto sulla ricerca farmaceutica, ad esempio per ridurre il time-to-market di nuovi farmaci o accelerare il riconoscimento precoce di vicoli ciechi e reazioni avverse^[4].

Cosa succede quando l'accuratezza di un test sui biomarcatori è incerta?

Non tutti i test sui biomarcatori funzionano abbastanza bene da modificare le decisioni cliniche. Una revisione sistematica e una valutazione economica hanno valutato tre test sui biomarcatori – PartoSure, Actim Partus e il kit Rapid Fetal Fibronectin 10Q Cassette a soglie ≠50 ng/ml – per donne che presentavano segni e sintomi di travaglio pretermine, rispetto alla fibronectina fetale a 50 ng/ml^[7].

Sono stati identificati venti studi che valutavano l'accuratezza diagnostica rispetto allo standard di riferimento del parto entro 7 giorni, e sette studi rispetto allo standard di riferimento del parto entro 48 ore. I risultati sull'accuratezza dei test hanno rivelato un elevato livello di incertezza, attribuibile principalmente alla notevole eterogeneità metodologica, clinica e statistica tra gli studi^[7].

La conclusione principale di tale valutazione afferma che esiste un elevato grado di incertezza sull'accuratezza e sul rapporto costo-efficacia di questi tre test, che potrebbe essere ridotto con i risultati di quattro sperimentazioni in corso nel Regno Unito^[7].

Come vengono usati i biomarcatori nella diagnosi e nella ricerca sulla demenza?

Prima dei primi anni 2000, l'unico modo sicuro per sapere se una persona aveva la malattia di Alzheimer o un'altra forma di demenza era dopo la morte, tramite autopsia. Oggi sono disponibili test che aiutano medici e ricercatori a osservare i biomarcatori associati alla demenza in una persona vivente^[3].

Combinati con altri esami, questi biomarcatori possono aiutare i medici a determinare se una persona potrebbe avere o essere a rischio di sviluppare l'Alzheimer o una demenza correlata. Tuttavia, nessun singolo test può diagnosticare queste condizioni, e i biomarcatori sono solo una parte di una valutazione completa^[3].

In alcuni casi, questi test sui biomarcatori sono disponibili solo presso una clinica specialistica o una struttura di ricerca medica. I medici con competenze in quest'area includono neurologi, psichiatri geriatrici, neuropsicologi e geriatri. La copertura assicurativa può essere limitata, quindi verifica con il tuo piano di assicurazione sanitaria cosa è coperto^[3].

Sono inoltre necessari volontari per sperimentazioni cliniche che esplorano nuovi modi per individuare precocemente la demenza; partecipando a uno di questi studi, potresti apprendere di più sui segni biologici della demenza e contribuire con informazioni utili per diagnosticarla e trattarla^[3].

Come vengono usati i biomarcatori per prevedere il rischio di cancro?

I test sui biomarcatori possono essere sviluppati per prevedere il rischio futuro di cancro. In un programma di ricerca, le firme di rischio di cancro basate sul tessuto epatico dovevano essere implementate in test applicabili clinicamente basati su tessuto (NanoString) e su siero (Luminex), e valutate per la validità tecnica e la capacità di prevedere il rischio futuro di cancro in una coorte di 200 pazienti con NASH con campioni accoppiati di siero e tessuto epatico, nonché un'osservazione clinica a lungo termine completata per lo sviluppo del cancro^[8].

Il programma mira inoltre a chiarire la disregolazione molecolare alla base del microambiente cancerogeno nei fegati affetti da steatoepatite non alcolica (NASH), descritta in quel contesto come l'eziologia di cancro al fegato in più rapida crescita, come indizi per affinare gli obiettivi di chemioprevenzione, i farmaci e i test sui biomarcatori. Ci si attende che questi test consentano una gestione personalizzata del paziente e sperimentazioni cliniche di chemioprevenzione del cancro al fegato più efficienti in termini di costi^[8].

Dove puoi trovare sperimentazioni guidate dai biomarcatori?

Le sperimentazioni cliniche che utilizzano biomarcatori, incluse quelle che esplorano nuovi modi per individuare precocemente la demenza, sono elencate nei registri pubblici^[3]. In Europa, le informazioni sulle sperimentazioni sono pubblicate tramite CTIS, il sistema informativo dell'UE sulle sperimentazioni cliniche, e gli studi si possono trovare anche su ClinicalTrials.gov. Le sperimentazioni che reclutano in Europa possono essere cercate anche su studi-clinici.it.

Cosa dovresti chiedere prima di un test sui biomarcatori?

• Cosa viene misurato – chiedi il nome del biomarcatore, la fonte o matrice, la caratteristica misurabile e il metodo analitico utilizzato per misurarlo^[1].
• Cosa significa e cosa non significa il risultato – un biomarcatore non è una valutazione di come ti senti, funzioni o sopravvivi^[1].
• Se il risultato da solo può confermare una diagnosi – nessun singolo test può diagnosticare la demenza, e i biomarcatori sono solo una parte di una valutazione completa^[3].
• Quanto è certo il risultato del test – alcuni test sui biomarcatori comportano un elevato grado di incertezza sull'accuratezza a causa dell'eterogeneità tra gli studi^[7].
• Chi può prescrivere e interpretare il test – alcuni test sui biomarcatori sono disponibili solo presso una clinica specialistica o una struttura di ricerca medica^[3].
• Se il test è coperto – i piani di assicurazione sanitaria possono coprire solo tipi limitati e specifici di test sui biomarcatori, quindi verifica cosa è coperto^[3].

Quando dovresti parlare con un medico o un farmacista?

Parla con il tuo medico curante prima di agire sulla base di un risultato di biomarcatore che non è stato prescritto nell'ambito della tua assistenza standard. I biomarcatori sono solo una parte di una valutazione completa e nessun singolo test può diagnosticare una condizione come la demenza. Se un test è disponibile solo presso una clinica specialistica o una struttura di ricerca medica, chiedi al tuo medico un'impegnativa per un neurologo, uno psichiatra geriatrico, un neuropsicologo o un geriatra, a seconda del caso. Se stai prendendo in considerazione un test sui biomarcatori al di fuori di una sperimentazione clinica, verifica con il tuo piano di assicurazione sanitaria quali test sono coperti prima di procedere^[3].

Sintesi

Inizia chiedendo cosa viene effettivamente misurato: il nome del biomarcatore, la fonte o matrice, la caratteristica misurabile e il metodo analitico fanno tutti parte della descrizione di qualsiasi biomarcatore. Poi chiedi a quale delle sette categorie appartiene quel marcatore, perché i marcatori di suscettibilità, diagnostici, di monitoraggio, prognostici, predittivi, farmacodinamici/risposta e di sicurezza rispondono a domande diverse^[1].

Per chiunque stia valutando uno studio, ricorda che i test sui biomarcatori possono essere usati per identificare i partecipanti che soddisfano determinati requisiti per una sperimentazione clinica e per monitorare la loro risposta a un farmaco sperimentale^[3]. Infine, tratta un risultato incerto del biomarcatore come un'informazione da discutere, non come una conclusione: alcuni test comportano un elevato grado di incertezza sulla loro accuratezza, motivo per cui un risultato deve essere sempre interpretato da un clinico insieme ad altri elementi^[7].

1. [1] About Biomarkers and Qualification (consultato il 2 giugno 2026) – https://www.fda.gov/drugs/biomarker-qualification-program/about-biomarkers-and-qualification
2. [2] Biomarkers (consultato il 2 giugno 2026) – https://www.niehs.nih.gov/health/topics/science/biomarkers
3. [3] How Biomarkers Help Diagnose Dementia (consultato il 2 giugno 2026) – https://www.nia.nih.gov/health/alzheimers-symptoms-and-diagnosis/how-biomarkers-help-diagnose-dementia
4. [4] Discovery of novel biomarkers and phenotypes by semantic technologies - PMC – PubMed Central (consultato il 25.09.2026) – https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3605201/
5. [5] Examples of Technical Innovation for Traumatic Brain Injury Prevention, Diagnosis, and Care: Proceedings of a Workshop - Treatment (consultato il 2 giugno 2026) – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/books/NBK613055/
6. [6] From spatial biomarker to companion diagnostic: The development path (consultato il 2 giugno 2026) – https://www.drugdiscoverynews.com/from-spatial-biomarker-to-companion-diagnostic-the-development-path-17454
7. [7] Three biomarker tests to help diagnose preterm labour: a systematic review and economic evaluation – journalslibrary.nihr.ac.uk (consultato il 25.09.2026) – https://www.journalslibrary.nihr.ac.uk/hta/HTA23130
8. [8] Reverse-engineering precision liver cancer chemoprevention (consultato il 2 giugno 2026) – https://prevention.cancer.gov/funding-and-grants/funded-grants/R01CA233794