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Metodi e materiali innovativi per la medicina di precisione e personalizzata

  • Abstract

    Il progetto ha l’obiettivo unificante di sviluppare nuove tecniche basate sulla fotonica e sulle nanotecnologie per la diagnostica e la terapia di patologie tumorali, cardiache e per la chirurgia addominale. Scopo ultimo è trasferire le tecnologie sviluppate al sistema delle imprese lombarde per lo sviluppo di materiali e dispositivi a supporto della medicina di precisione, sia in ambito chirurgico che per la definizione dei trattamenti terapeutici.

  • Descrizione

    Il progetto ha l’obiettivo unificante di sviluppare nuove tecniche basate sulla fotonica e sulle nanotecnologie per la diagnostica e la terapia di patologie tumorali, cardiache e per la chirurgia addominale. Scopo ultimo è trasferire le tecnologie sviluppate al sistema delle imprese lombarde per lo sviluppo di materiali e dispositivi a supporto della medicina di precisione, sia in ambito chirurgico che per la definizione dei trattamenti terapeutici. Il progetto si articola nei seguenti 3 obiettivi di ricerca industriale e sviluppo sperimentale. 

    Obiettivo 1: Sviluppo di microscopi Raman. La microscopia Raman spontanea è una tecnica di imaging biomedico che, senza l’uso di marcatori, consente di ottenere informazioni oggettive e quantitative sul tessuto, misurandone la composizione molecolare. Questa tecnica ha la comprovata potenzialità di discriminare il tessuto tumorale da quello sano e di identificare il tipo e il grado di tumore. Nel progetto NEWMED si propone di applicare la microscopia Raman coerente e di SHG (second-harmonic generation) per l’assistenza intraoperatoria alla chirurgia di lesioni tumorali, grazie alla possibilità di ottenere una classificazione in tempo reale delle neoplasie e di identificare i margini delle lesioni. 

    Obiettivo 2: Sviluppo di metodi di imaging in fluorescenza per diagnostica e chirurgia di precisione. Il progetto si propone di sviluppare, in collaborazione con aziende in grado di ingegnerizzare sistemi ottici e laser (OPTEC e Bright Solutions), dispositivi diagnostici basati su spettroscopia o imaging che possano essere accoppiati a telecamere sia per endoscopi che per l’osservazione diretta del campo operatorio. 

    Obiettivo 3. Formulazione di nanovettori per il rilascio controllato di farmaci nel cuore malato. L’imaging a risonanza magnetica del 19F (19F-MRI) sta emergendo come potente modalità di rilevazione quantitativa per uso clinico, fornendo elevata risoluzione spaziale senza l'uso di agenti radioattivi. In questo obiettivo ci si propone di sintetizzare e caratterizzare una libreria di nanoparticelle polimeriche tracciabili con 19F-MRI capaci di incapsulare e rilasciare farmaci specifici per il trattamento di patologie cardiache.

  • Approfondimento tecnico

    Il progetto NEWMED presenta un elevato grado di innovazione in tutte le sue attività. (1) La spettroscopia Raman tradizionale (detta “spontanea”) ha già dimostrato di produrre informazioni utili per discriminare un tessuto tumorale da un tessuto sano. Tuttavia l’acquisizione degli spettri è un processo lungo, non applicabile ad un campione di tessuto ottenuto durante un intervento chirurgico. Il progetto NEWMED svilupperà un dimostratore di un sistema di lettura delle sezioni sottili basato su un processo molto più efficiente, detto “Raman stimolato”. (2) L’utilizzo di marcatori fluorescenti per l’analisi funzionale dei tessuti e per la delimitazione dei margini delle lesioni tumorali è da tempo oggetto di studio, ma ad oggi è ancora lontano dalla pratica clinica. Il progetto NEWMED studierà la fattibilità di tecnologie innovative per la diagnostica intraoperatoria basate sull’uso della fluorescenza. Nella definizione dei metodi diagnostici degli obiettivi (1) e (2) si aggiungerà allo sviluppo strumentale lo studio di metodi statistici innovativi basati su machine learning per l'analisi della grande mole di dati prodotti. (3) Infine, il progetto NEWMED svilupperà una libreria di nanovettori biodegradabili a base polimerica, tracciabili in vivo, capaci di raggiungere selettivamente il miocardio e rilasciare in modo selettivo farmaci al cuore malato. 

    L’attività di ricerca industriale genererà importanti avanzamenti scientifici. L’attività di sviluppo sperimentale porterà alla realizzazione di dimostratori che permetteranno di valutare le potenzialità delle tecnologie proposte. Lo sviluppo di prodotti commerciali destinati al mercato medicale è un processo molto complesso che richiede una sperimentazione clinica che va oltre lo scopo del presente progetto. La dimostrazione della fattibilità tecnica dei sistemi di diagnostica intraoperatoria aprirà la strada a progetti di scala europea per ulteriori sviluppi finalizzati all’ingegnerizzazione di prodotti commerciali. I partner del progetto si impegnano a realizzare due dimostratori che possano essere validati su sistemi modello, largamente usati in medicina quando non è possibile condurre una sperimentazione su pazienti, che è l’ultima fase di validazione dei nuovi metodi e/o dispositivi. Oltre ai dimostratori, un concreto risultato del progetto sarà la realizzazione di nuovi nano vettori costituiti da materiali polimerici, lipidici, e/o proteici per il trasporto di farmaci. Anche questi risultati, benché non immediatamente utilizzabili in campo clinico, costituiranno la base di ulteriori ricerche per il disegno di nuovi protocolli terapeutici.

  • Highlight

    Il tema della diagnostica intraoperatoria è oggetto di intenso studio a livello internazionale, tuttavia non è ancora entrato nella pratica clinica benché la sua introduzione sia riconosciuta come una grande opportunità per la medicina del futuro, anche in relazione all’introduzione della chirurgia robotizzata. Risulta ormai fondamentale arricchire l’approccio medico, attualmente basato su protocolli standard, per arrivare ad una medicina di precisione e personalizzata. Per raggiungere in modo efficiente ed efficace tale obiettivo è fondamentale costruire e validare nuove metodologie che permettano la definizione di trattamenti paziente-specifici per la massima efficacia e la riduzione dei livelli di mortalità.

  • Impatto territoriale

    Il progetto è di fatto incentrato sulla trasformazione digitale di servizi e ambienti sul territorio Lombardo. L’area geografica di focalizzazione del progetto che pure intende aver un respiro nazionale, europeo e internazionale, su cui insiste e/o dovrà insistere l’intervento è composta dalle seguenti province: 

    • Bergamo
    • Brescia
    • Como
    • Cremona
    • Lecco
    • Lodi
    • Mantova
    • Milano
    • Monza e della Brianza
    • Pavia
    • Sondrio
    • Varese

  • Impatto S3

    INDUSTRIA DELLA SALUTE

    IS5 Diagnostica

    IS5.2 Sviluppo di tecnologie e metodi di imaging biomedico e di dosimetria (inclusa l'elaborazione delle bioimmagini)

    Il progetto risulta perfettamente coerente con la programmazione strategica in materia di R&S sia a livello regionale che europeo (Strategia Europa 2020). In coerenza con i requisiti del bando, l’azione progettuale si indirizza ad una fra le priorità individuate da “Lombardia è innovazione”, rientrando nell’Area di specializzazione “Industria della salute” della strategia S3 e incrociando l’ecosistema “Salute e Life science” del “Programma Strategico triennale per la Ricerca.

  • Ambito europeo

    Le attività del progetto sono collegabili a quelle relative all’ambito Health, in particolare alle call “Better Health and care, economic growth and sustainable health system, all’interno del Workprogramme n. 8, “Health, demographic change and wellbeing”.

LOGO DEL PROGETTO
  • Metodi e materiali innovativi per la medicina di precisione e personalizzata

  • Acronimo
    NEWMED
  • Ecosistemi
    • Salute e life science
  • Numero componenti team
    23
  • Keyword
    Fotonica, nanotecnologie, diagnostica, patologie tumorali, patologie cardiache, medicina di precisione, medicina, salute, farmaceutica, microscopi Raman.
  • Valore economico progetto
    6.638.705,61 €

    Valore economico finanziamento
    3.015.786,43 €
  • Partner
    - 3RDPLACE S.R.L. - OPTEC S.P.A. - HUMANITAS MIRASOLE S.P.A. - BRIGHT SOLUTIONS S.R.L.

    Capofila
    Politecnico di Milano - POLIMI

Commenti

Paolo Barbanti

E' un progetto molto interessante che offre molte possibilità di collaborazioni internazionali

18/07/2020 07:00

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