Ricerca: le nuove frontiere di robotica chirurgica e medicina traslazionale

Robot chirurgici sempre più piccoli e capaci non solo di operare con maggiore precisione, ma anche di predire e prevenire le malattie. Tecnologie e strumenti traslazionali in grado di rilevare e analizzare la risposta individuale ai farmaci. Biomarcatori genetici ed epigenetici in grado di migliorare l'appropriatezza in campo diagnostico e terapeutico. È la medicina delle “5 P”, capace di riscrivere la battaglia contro le malattie. “P” come di precisione, ma anche predittiva, personalizzata, preventiva e partecipativa.
Delle nuove frontiere per la salute dell'uomo si è parlato all'annuale Giornata della Ricerca dell'Università Campus Bio-Medico di Roma, quest'anno dedicata a “Innovazione e Tecnologia”. Ad aprire lo sguardo sui progressi mondiali della medicina di precisione sono stati due grandi scienziati nel campo della robotica e della sperimentazione clinica dei farmaci: Garret A. FitzGerald, Professore di Medicina Traslazionale presso la Perelman School of Medicine, Università della Pennsylvania, in USA, nonché Chief Scientific Advisor di Science Translational Medicine, e Guang-Zhong Yang, fondatore ed editor della rivista Science Robotics, come pure direttore e co-fondatore dell'Hamlyn Centre for Robotic Surgery presso l'Imperial College di Londra.

Il futuro della robotica chirurgica
«La robotica chirurgica, in questi 25 anni, si è evoluta da ricerca di nicchia ad area di maggior sviluppo nell'ambito dell'ingegneria medica, tanto che nel 2020 si prevede un investimento nel campo dei robot chirurgici e diagnostici di 17,9 miliardi di dollari, con un tasso annuo di crescita del 13 per cento - ha spiegato Guang-Zhong Yang -. Il successo commerciale dei primi robot chirurgici ha ispirato nuovi dispositivi più piccoli, sicuri ed intelligenti, che puntano ad esplorare con sempre maggiore precisione il corpo umano per predire e prevenire le malattie».

«Ormai – ha proseguito Yang – si progettano robot con braccia dal diametro di un capello, capaci di vedere dentro e sotto gli organi, in grado di esaminare cellule senza più bisogno di biopsie, in modo da ottenere diagnosi sempre più precoci”. “Il trend del futuro – ha concluso – è quello di robot in scala nanoscopica, specializzati su singole tipologie di intervento e che iniziano a prendere decisioni, magari reagendo ai comandi solo visivi del chirurgo, che però non potrà essere sostituito».

Nonostante qualche resistenza e i costi non indifferenti, attualmente in Italia sono operativi circa 90 robot chirurgici. Dal 1999 ad oggi sono stati operati oltre 70mila pazienti e i numeri sono in continua crescita. I principali vantaggi della chirurgia robotica sono la facilità di accesso a zone anatomiche difficoltose, la visione tridimensionale del campo operatorio (il chirurgo si trova come ‘immerso' nel corpo del paziente) e le piccole incisioni che consentono di abbreviare la degenza in ospedale. Il limite più importante, soprattutto in tempi di scarsità di risorse come gli attuali, è l'alto costo dell'apparecchiatura, che si attesta tra i 2 e i 3 milioni di euro, cui si deve aggiungere la spesa annuale di manutenzione, circa 100mila euro. Un investimento che si giustifica soltanto con un utilizzo full-time.

Più corti i tempi della sperimentazione su animale
Anche “l'emergere di strumenti e tecnologie traslazionali rilevanti per l'analisi della variabilità della risposta dei pazienti ai farmaci sono una promessa per la medicina di precisione”, ha evidenziato Garret A. FitzGerald. “La sfida – ha affermato lo scienziato – sarà ora quella di garantire un equo accesso ai benefici di questi progressi all'interno dell'attuale modello di business dei farmaci”. “Un modello che – secondo FitzGerald – spinge verso un sempre più rapido superamento della fase uno di sperimentazione sugli animali e della fase due su numeri più ristretti di pazienti, in modo da avvicinare i tempi della commercializzazione”. E questo, secondo lo scopritore dell'uso cardiologico dell'aspirinetta, rappresenta un problema. “Tant'è che solo il 10 per cento delle sperimentazioni in fase uno ha successo ed accede alla fase successiva”. Insomma, “la troppa fretta mossa dal business fa male alla ricerca”.
Ma anche il modello di determinazione dei prezzi va rivisto. FitzGerald ha mostrato grafici con prezzi per terapie contro la fibrosi cistica da 750mila dollari, terapie antitumorali da decine di migliaia di dollari al mese. Quanto politico sia il criterio che determina il prezzo dei nuovi farmaci, per lo scienziato, lo dimostra il fatto che “il costo mensile medio delle nuove terapie anti tumorali è di 8.694 dollari negli Usa e di 2.587 dollari per gli stessi medicinali in Gran Bretagna”. Da qui “la necessità di adottare, da parte degli Stati, politiche di rimborso dei farmaci basate sui risultati”.

I progetti di ricerca dell’Università Campus Bio-Medico di Roma
Ma la Giornata ha anche consentito al Prorettore alla Ricerca, Eugenio Guglielmelli, di fare il punto sullo stato dell'arte della ricerca dell'Università Campus Bio-Medico di Roma. Una menzione speciale è andata a tre progetti.
Appartiene all'area dell'Ingegneria chimica quello realizzato da Marcello De Falco, docente di Ingegneria industriale presso UCBM, che ha realizzato un dispositivo di stoccaggio applicabile a sistemi di aria condizionata per consentire un risparmio energetico pari al 20-30 per cento. Un lavoro che è valso al docente la vincita del premio 'Best Paper' all'interno dell'ICMSET 2016 – International Conference on Material Science and Engineering Technology, svoltasi a Phuket, in Thailandia, dal 14 al 16 ottobre dello scorso anno.
In campo oncologico sono due le ricerche condotte da Daniele Santini, ordinario di Oncologia presso UCBM, che hanno ottenuto riconoscimenti internazionali. Sul piano clinico, quella che consente di tracciare la storia naturale dei tumori solidi con metastasi. “Una ricerca – spiega Santini – che consentirà di comprendere meglio l'efficacia dei nuovi farmaci nel trattamento delle metastasi ossee”. L'altro ramo, quello traslazionale, “valuta gli effetti dei nuovi farmaci sul micro-ambiente osseo e sulle metastasi ossee non ancora visibili. Questo avviene grazie a modelli in vitro di co-colture delle cellule ossee pretumorali – spiega il professore – che mimano la nicchia neoplastica, ossia le metastasi non ancora rilevabili”.
Di rilievo anche il lavoro di Mauro Maccarrone, ordinario di Biochimica presso UCBM, portato avanti con l'Harvard Medical School e la Fondazione Santa Lucia IRCCS e pubblicato su Science Translational Medicine, riguardante le resolvine, quelle molecole che regolano la fase conclusiva di un processo infiammatorio acuto, riparando i tessuti danneggiati e ripristinando quindi lo stato di buona salute dell'organismo. L'ipotesi – confermata dalle analisi su modelli di laboratorio – è stata quella di verificare la possibile efficacia delle resolvine anche nel correggere quei processi immunitari difettosi che portano ad uno stato di infiammazione cronica e perfino all'autoaggressione dei propri tessuti, come nel caso di malattie infiammatorie croniche o autoimmuni. Ora la sperimentazione sta proseguendo su campioni ematici di pazienti affetti da sclerosi multipla, con l'obiettivo di passare ai test su tre soggetti umani e di arrivare in tre anni allo sviluppo di un nuovo protocollo terapeutico.

Gli obiettivi per il triennio prossimo
Infine, i nuovi obiettivi per il triennio prossimo, oggetto di un bando interno che verrà lanciato in corso d'anno e che dovrà consentire alle nuove linee di ricerca di proiettarsi su una dimensione internazionale. Il primo riguarda i “biomarcatori per la medicina di precisione”, genetici ed epigenetici, in grado di migliorare l'appropriatezza e quindi l'efficacia e la sostenibilità economica, degli approcci diagnostici e terapeutici, principalmente delle malattie oncologiche ed onco-ematologiche.
Il secondo progetto è quello dell'“Ospedale 4.0”, con servizi per la salute centrati sulla persona e basati su alta digitalizzazione e automazione dei processi sanitari. Un nuovo modello ospedaliero, distribuito anche sul territorio, che sfrutta tutte le smart technologies emergenti: sensori miniaturizzati, dispositivi indossabili, robotica avanzata, sistemi di archiviazione dati e quant'altro serva a migliorare efficacia e sostenibilità della cura a cronici ed acuti, ma anche a favorire prevenzione ed invecchiamento attivo.