Tumori: a ogni paziente il suo “gemello digitale”

AGI - Rivoluzionare il trattamento dei tumori rari e, in prospettiva, di tutti i tumori attraverso l'implementazione di gemelli digitali e Intelligenza Artificiale generativa: è questo l’obiettivo del progetto Digital Twin di Humanitas, che si è appena aggiudicato un finanziamento di 3 milioni di euro dal programma FISA del Ministero dell’Università e della Ricerca. Digital Twin è frutto della partnership tra IRCCS Istituto Clinico Humanitas - primo policlinico in Italia a essersi dotato di un AI Center – e Humanitas University.

"Il progetto rappresenta un'opportunità unica per migliorare la comprensione e il trattamento dei tumori rari, patologie di complessa gestione clinica" afferma il prof. Matteo Della Porta, responsabile Leucemie dell’IRCCS Istituto Clinico Humanitas e docente di Humanitas University, che guiderà la ricerca.

I tumori rari, definiti come quelli che colpiscono meno di 6 persone su 100.000 all'anno, rappresentano circa il 25% di tutte le neoplasie. "La scarsità di dati clinici e la difficoltà di condurre studi su larga scala rendono queste patologie particolarmente complesse da trattare in modo standardizzato – prosegue Della Porta –. La Medicina Personalizzata, basata sull'analisi dei dati specifici del paziente, offre una strategia promettente per migliorare la diagnosi e la cura dei tumori rari".

Per questo motivo, le patologie oncologiche rare - come Leucemie e Mielodisplasie - sono il primo target del progetto Digital Twin che però punta a sviluppare modelli predittivi di Medicina Personalizzata applicabili in modo trasversale anche ad altre patologie umane complesse, a partire dai tumori solidi.

Gemelli digitali: rappresentazioni virtuali per la Medicina di Precisione

I gemelli digitali costituiscono rappresentazioni virtuali dei pazienti, generate dall'analisi di dati multimodali: dati clinici, genomici, immagini mediche, trattamenti e risultati. Questi modelli consentono di simulare l'evoluzione della malattia e di prevedere la risposta ai trattamenti in ogni paziente, personalizzando le cure in base alle caratteristiche individuali. L'accuratezza delle simulazioni dipende non solo dagli algoritmi utilizzati, ma innanzitutto dalla qualità e dalla completezza dei dati inclusi nel modello.

Il progetto Digital Twin di Humanitas mira a sviluppare modelli di gemelli digitali per supportare le decisioni cliniche e accelerare la Ricerca tramite l’uso di algoritmi di Intelligenza Artificiale generativa. Questi modelli consentono ai medici di simulare scenari terapeutici e di selezionare il trattamento più appropriato. Il progetto prevede anche lo sviluppo di un "gemello digitale umano interconnesso", che integra dati da diverse fonti per monitorare l'evoluzione della malattia nel tempo.

"L'innovazione tecnologica è fondamentale per offrire ai pazienti oncologici le migliori opzioni terapeutiche possibili – aggiunge il prof. Armando Santoro, Direttore del Cancer Center di Humanitas -. Il progetto Digital Twin rappresenta un passo avanti significativo in questa direzione. Siamo di fronte a una rivoluzione che potrà portare benefici ai tanti malati oncologici. Non solo, ma l'utilizzo dei gemelli digitali può accelerare la Ricerca clinica, riducendo i tempi di sviluppo di nuovi farmaci".

Un approccio reso possibile solo dall’integrazione tra competenze diverse: "L' Intelligenza Artificiale non è solo uno strumento, ma un partner che ci permette di esplorare nuove frontiere nella Medicina Personalizzata – afferma Victor Savevski, Chief Innovation Officer and Direttore di Humanitas AI Center –. Con implicazioni importanti: evitare ai pazienti trattamenti inefficaci e ridurre i costi sanitari a lungo termine".

Un percorso iniziato anni fa per migliorare la cura delle leucemie

Il progetto si inserisce nel solco di una competenza maturata da Humanitas e dal suo AI Center. Dal 2021, il prof. Della Porta coordina a livello clinico il progetto GenoMed4All, finanziato dalla Commissione Europea nell'ambito di Horizon 2020, che mira a rivoluzionare la diagnosi e il trattamento delle malattie ematologiche attraverso l'Intelligenza Artificiale. Il progetto coinvolge 23 partner europei e ha già portato significativi risultati: è stato creato un modello che include variabili come sesso ed età per calcolare il rischio di gravi malattie del sangue; è stato validato un algoritmo che permette di prevedere l'evoluzione della leucemia, aprendo la strada a trattamenti più mirati. Infine, è stato sviluppato un sistema per identificare il momento ottimale per il trapianto di midollo, migliorando le possibilità di successo per i pazienti.

Humanitas partecipa inoltre ai progetti SYNTHEMA, SYNTHIA e REALISE-D nell’ambito del programma Horizon Europe e Innovative Health Initiative (IHI), che hanno l’obiettivo a sviluppare nuove tecnologie per il miglioramento della medicina personalizzata in Ematologia per accelerare lo sviluppo di clinical trials.

Intelligenza Artificiale nei percorsi di formazione dei medici di domani

L’esperienza transdisciplinare di questi progetti - a cui prendono parte medici, ingegneri e data scientist – riflette la necessità di una evoluzione nella formazione universitaria. Con questa filosofia, da sei anni Humanitas University, in collaborazione con il Politecnico di Milano ha istituito MEDTEC School: un Corso di Laurea in Medicina e Ingegneria Biomedica, in lingua inglese. Questo programma congiunto prepara professionisti in grado di applicare tecnologie avanzate nel campo medico.

Parallelamente, la partnership con l'Università Bocconi ha dato vita al Corso di Laurea Magistrale in Data Analytics and Artificial Intelligence in Health Sciences (DAIHS), un corso di due anni focalizzato sull'implementazione di metodi di AI e Machine Learning nel settore sanitario.

Il programma mira a formare figure professionali con una solida comprensione del settore sanitario e le competenze necessarie per gestire e analizzare dati complessi, promuovendo l'innovazione e l'efficienza nel campo delle Scienze della vita.

L’appuntamento per parlarne: domenica 13 aprile al Festival delle Scienze di Roma

Dall’8 al 13 aprile, Humanitas sarà protagonista del Festival delle Scienze di Roma, che si terrà all’Auditorium Parco della Musica Ennio Morricone e avrà come tema centrale "Corpi". In particolare, domenica 13 aprile alle 17.30, Matteo Della Porta dialogherà con Leonardo De Mattos, Direttore del laboratorio di robotica biomedica dell’IIT, e Roberto Verzicco, Professore di fluidodinamica, GSSI e Università di Roma “Tor Vergata”, sul tema “Corpi virtuali. I pazienti avatar e il futuro della ricerca clinica”. Presenti alla manifestazione anche il prof. Alberto Mantovani, Presidente di Fondazione Humanitas per la Ricerca, e la prof.ssa Domenica Lorusso, responsabile del Centro di Ginecologia Oncologica di Humanitas San Pio X e docente Humanitas University.