Terapie più mirate con l'aiuto dell'informatica biomedica

Ogni paziente è diverso. Più precisa è la diagnosi e più mirata è la terapia, meglio si possono soddisfare le esigenze del singolo paziente. Questo è l'obiettivo del nuovo centro di ricerca traslazionale. "Il LOOP Zurigo - Centro di ricerca medica". Il centro mira a migliorare la comprensione fondamentale delle malattie per sviluppare terapie individuali. A tal fine, combina la ricerca biomedica fondamentale e la bioinformatica dell'Università di Zurigo (UZH) e dell'ETH di Zurigo con la ricerca clinica dei quattro ospedali universitari: l'Ospedale universitario di Zurigo (USZ), l'Ospedale pediatrico universitario di Zurigo, l'Ospedale pediatrico universitario di Zurigo e l'Ospedale pediatrico universitario di Zurigo. l'Ospedale universitario di Zurigo (USZ), l'Ospedale universitario di Zurigo (KiSpi), l'Ospedale universitario Balgrist e l'Ospedale universitario psichiatrico di Zurigo (PUK).

Grazie all'accesso ai pazienti attraverso i quattro ospedali universitari e al collegamento delle infrastrutture di ricerca delle due scuole universitarie, "The Loop Zurich" gode di una posizione di partenza unica in Svizzera: "Stiamo riunendo i migliori scienziati della ricerca biomedica, o clinica, e della bioinformatica per condurre insieme ricerche innovative", afferma Beatrice Beck-Schimmer, Direttore della Medicina Universitaria di Zurigo dell'UZH. Detlef Günther, Vicepresidente per la ricerca dell'ETH di Zurigo e Presidente del Comitato direttivo della University Medicine Zurich, aggiunge: "Abbiamo ricerca fondamentale, diagnostica innovativa e un'ampia conoscenza della gestione dei dati medici, che insieme dovrebbero permetterci di formulare e rispondere a domande scientifiche importanti. Se sfrutteremo nel modo giusto il potenziale interdisciplinare del LOOP di Zurigo, riusciremo anche a portare l'innovazione nelle cliniche e ai pazienti il più rapidamente possibile". La collaborazione mira a rafforzare Zurigo come centro per la medicina di precisione.

Pool di dati biomedici

L'informatica biomedica è una competenza chiave del nuovo centro di ricerca. Al fine di sviluppare terapie personalizzate per i pazienti, il centro di ricerca mira a ottenere nuove conoscenze per la diagnostica, la terapia e la prevenzione con l'aiuto di una migliore analisi e modellazione dei dati.

Le singole istituzioni partner hanno deciso di raccogliere grandi quantità di dati, ma non esiste ancora un'infrastruttura comune per lo scambio e l'utilizzo di questi dati medici umani in una forma adeguata. A questo scopo, il centro sta creando una nuova piattaforma informatica biomedica per la sede di Zurigo, che si basa sulle specifiche della "Swiss Personalised Health Network", l'iniziativa nazionale per l'utilizzo dei dati sanitari. La nuova piattaforma aprirà la strada a dati finora inutilizzati che potranno essere integrati nei sistemi di supporto alle decisioni cliniche.

Determinati i primi punti focali

Il Centro ha recentemente valutato positivamente due proposte iniziali di consorzi di ricerca. Ciascuno di essi riceverà un finanziamento fino a cinque milioni di franchi nei prossimi cinque anni. I ricercatori stanno sviluppando congiuntamente terapie nuove e personalizzate, da un lato in oncologia e dall'altro in neuro-riabilitazione. "Questi progetti sono stati selezionati perché sono stati giudicati scientificamente eccezionali e perché a Zurigo abbiamo deciso di avere un'esperienza comprovata in questi settori. Questo ci permette di svolgere un ruolo importante a livello internazionale", afferma Markus Rudin, direttore fondatore del LOOP.

Riabilitazione personalizzata

Il consorzio di ricerca "StimuLOOP", guidato dai professori Andreas Luft (UZH) e Roger Gassert (l'ETH), sta studiando i disturbi della deambulazione nei pazienti affetti da ictus e Parkinson. "Il nostro obiettivo è migliorare in modo duraturo la deambulazione limitata di questi pazienti con l'aiuto di terapie riabilitative personalizzate", spiega il neurologo Andreas Luft.

Sono previsti due studi clinici con circa 50 pazienti affetti da ictus e Parkinson per testare nuovi metodi di allenamento e consolidamento. Nei soggetti colpiti da ictus, il movimento carente, ad esempio la flessione incompleta del ginocchio, viene corretto con l'aiuto della realtà virtuale: I pazienti camminano su un tapis roulant in un ambiente virtuale e ricevono un feedback mirato in modo che i loro movimenti tornino alla normalità. La seconda fase consiste nel consolidare il nuovo modello di andatura appreso. A questo scopo, anche il sonno dei soggetti in esame viene monitorato in modo specifico e stimolato individualmente, perché, come hanno dimostrato gli studi di Zurigo, il sonno profondo migliora la memorizzazione dei movimenti appena appresi. I ricercatori utilizzano la tecnologia portatile di "Sleep Loop", un progetto di punta di Hochschulmedizin Zürich.

Il metodo di allenamento per i pazienti affetti da Parkinson si basa sulla stimolazione profonda del cervello mediante elettrodi impiantati. I pazienti osservano i loro segnali nervosi derivati dagli elettrodi direttamente sul computer in laboratorio e imparano a influenzarli attraverso il neurofeedback. Regolando in modo specifico l'attività cerebrale durante la veglia, possono migliorare immediatamente la loro deambulazione. I pazienti affetti da Parkinson consolidano poi i nuovi schemi di movimento appresi con l'aiuto di una stimolazione mirata del sonno.

Raccogliendo lo stesso tipo di dati per entrambi i gruppi di pazienti, è possibile confrontare per la prima volta i modelli di andatura e i processi di apprendimento dei pazienti affetti da Parkinson e da ictus. Al progetto di ricerca collaborano ricercatori e terapisti di UZH, ETH, USZ e KiSpi.

Trattare i pazienti affetti da cancro del sangue in modo più mirato

Esiste un'ampia gamma di trattamenti disponibili per bambini o adulti affetti da linfoma, linfociti maligni nei linfonodi o nel midollo osseo, o da leucemia linfoblastica acuta (LLA). In molti pazienti il tumore ritorna dopo qualche tempo perché non rispondono sufficientemente ai trattamenti. Questo perché non si sa ancora esattamente quale sia il farmaco giusto per ogni paziente affetto da tumore del sangue. Il progetto di ricerca "INTeRCePT", guidato da Thorsten Zenz, professore di ematologia dell'UZH, mira a tenere conto di questo aspetto.

La novità è che i ricercatori studieranno le reazioni biologiche molecolari ad altissima risoluzione fino alle singole cellule. "Questo ci aiuterà a comprendere l'eterogeneità delle cellule tumorali e immunitarie normali e le loro interazioni", spiega Thorsten Zenz. L'obiettivo è testare tutti i farmaci approvati per il trattamento di leucemie e linfomi. Con l'aiuto di analisi computerizzate, gli scienziati stanno creando una mappa dettagliata di quali cellule reagiscono alle sostanze attive e come, per poter prevedere meglio l'effetto dei farmaci.

Questa è una versione leggermente ridotta di un articolo di Nathalie Huber apparso su UZH News.