European Group for Blood and Marrow Trasplantation-Determinazioni - IRCCS Crob

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iBMB – initiatives for Bio-Materials Behavior Srls - P.IVA 01991840768

c/o Prof. G. Ruocco, Scuola d’Ingegneria – Università degli Studi della Basilicata - Campus Macchia Romana, Potenza 85100 Tel: 0971 205454 – Email: [email protected] – Web page: http://www2.unibas.it/cfdnova/index.php/it/spinoff

Accordo di Collaborazione

1. Titolo del progetto

POEM - “Predictive Oncology via general Engineering Modeling”.

2. Obiettivo dell’attività di ricerca

La presente richiesta nasce a valle delle interlocuzioni avutesi tra il Prof. Gianpaolo Ruocco, referente di un gruppo di ricerca della Scuola di Ingegneria dell’Università degli Studi della Basilicata e CEO dello Spin-off accademico iBMB Srls e il Dott. Giovanni Battista Bochicchio Direttore Generale l’IRCCS CROB di Rionero in Vulture (PZ).

POEM è una soluzione tecnologica innovativa per l’oncologia predittiva. La tecnologia non è ancora brevettata e ha un TRL pari a 5.

POEM combina l’imaging diagnostico e le valutazioni cliniche con la modellazione ingegneristica, al fine di sviluppare previsioni semiautomatiche della dinamica istologica in tumori avascolari (solidi).

E’ stata messa a punto dal Gruppo di Ricerca coordinato dal Prof. Ruocco, docente presso la Scuola di Ingegneria dell’Università degli Studi della Basilicata.

Nel breve periodo, attraverso la fase sperimentale che si intende attuare in collaborazione con l’IRCCS CROB di Rionero in Vulture, si intende compiere un’attività di ricerca finalizzata a testare la validità del modello:

● su dati da epatocarcinoma (ulteriori rispetto a quella già validata dalla letteratura);

● su neoplasie con sede in organi diversi dal fegato. In tale senso, rimanendo nell’ambito dei tumori solidi, sarebbe utile condurre la sperimentazione sulla mammella.

Nel lungo periodo, invece, l’esperienza maturata nella sperimentazione del modello potrà essere messa a disposizione dei paradigmi della medicina personalizzata e della realtà aumentata, in particolare nel campo di grande importanza strategica/etica delle previsioni oncologiche.

La challenge, infatti, è quella di poter utilizzare il modello per prognosticare ed analizzare i dati clinici della lotta al cancro, almeno per alcune fattispecie fattibili, verso la creazione del paziente in-silico con il quale virtualizzare il trattamento clinico in modo totalmente sostenibile, preciso e personalizzato.

Parallelamente alle attività di ricerca scientifica, il Gruppo di Ricerca, grazie all’aggiudicazione di una misura agevolativa (Innolabs - Horizon 2020 - grant agreement 691556), sta attualmente lavorando anche al perfezionamento del modello commerciale e distributivo più adatto a valorizzare la tecnologia.

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3. Gruppo di ricerca coinvolto

L’attività di ricerca sarà condotta, da un lato, dallo Spin-off accademico dell’Università degli Studi della Basilicata denominato iBMB Srl e, dall’altro, dall’Unità Operativa di Medicina Nucleare dell’IRCCS CROB diretta dal Dott. Giovanni Storto.

Le attività di ricerca all’interno dello Spin-off sono portate avanti dal Prof. Gianpaolo Ruocco (CEO), dal Prof. Francesco Marra e dalla Dott.ssa Maria Valeria De Bonis.

Gianpaolo Ruocco ha un PhD in Ingegneria Meccanica conseguito presso l’Università degli Studi di Napoli Federico II e un Master of Science conseguito presso la Tufts University di Medford (USA). E’

Professore associato presso la Scuola di ingegneria del Campus lucano dal 1997. E’ coordinatore del gruppo “CFDnova” e responsabile del laboratorio universitario di modellazione e prototipazione

"ModProLab". E’ stato, in passato, valutatore esperto nei Programmi Quadro 5 e 6 della CE. E’ autore di numerose pubblicazioni ed è stato coordinatore di diversi progetti di ricerca ministeriali, con focus sui fenomeni di trasporto nei biomateriali e nei bioprocessi.

Francesco Marra ha un PhD in Ingegneria Chimica conseguito presso l’Università di Salerno ed ha maturato esperienze di ricerca all’estero (Irlanda). E’ Professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Salerno dal 2005. E’ esperto di fenomeni di trasporto con focus sull'utilizzo di strumenti virtuali per la progettazione di processi e prodotti per la bioindustria.

E’ autore di numerose pubblicazioni e consulente per diverse multinazionali.

Maria Valeria De Bonis ha un PhD in Food Engineering conseguito presso l’Università degli Studi della Basilicata. E’ anche lei esperta di fenomeni di trasporto, con focus sui sistemi biologici. Ha maturato esperienze che le consentono di applicare la modellistica microscopica alla virtualizzazione di biosistemi, con l’ausilio di software diversi.

Per il CROB prenderanno parte alle attività le seguenti Unità Operative:

− UOC Medicina Nucleare – Direttore dott. Giovanni Storto;

− UOC Diagnostica per immagini – Direttore dott. Aldo Cammarota;

− UOC Radioterapia – Direttore dott. Vincenzo Fusco;

− UOC Anatomia Patologica – Direttore dott. Giulia Vita;

− UO Servizio pianificazione e sistema informativo–Ing. Daniele Scapicchio;

− Direzione Scientifica-Dott.ssa Anna Maria Bochicchio;

− T3 Innovation.

4. Metodologia di ricerca

Innanzitutto, è inteso che la presente proposta necessita di un’interazione con il personale CROB individuato, che prenda attivamente parte alle attività di ricerca, al fine di supportare la modellazione ingegneristica fornendo le dovute interpretazioni cliniche e coadiuvando gli scriventi nell’individuazione dei parametri propri della modellazione ingegneristica, così come richiesto dalla

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tecnologia POEM in parola. Come esempio, si citano le caratteristiche farmacocinetiche delle terapie, e la loro valenza in ambito modellativo.

Gli step operativi previsti per la sperimentazione sono:

1. acquisizione di immagini diagnostiche di pazienti con neoplasie;

2. trasformazione del volume reale (con le relative anisotropie tissutali) in uno virtualizzato;

3. eventuale ulteriore manipolazione dell’immagine nell’orientamento e nella visualizzazione dei dettagli, al fine di aumentare la resa della realtà aumentata a scopi di ricerca;

4. applicazione, ai volumi prescelti, della formulazione matematica della conservazione e della dinamica della massa biologica (la formulazione è basata su un set di equazioni alle derivate parziali per descrivere la diffusione del tumore: infatti, in luogo della scala molecolare, si affronta lo sviluppo e l’esito della malattia su scala microscopica, data la descrizione microscopica delle dinamiche istologiche);

5. acquisizione di dati relativi alle terapie somministrate e alla progressione, ad intervalli di tempo predefiniti, della malattia;

6. valutazione dell’effetto della terapia locale o valutazione della proliferazione in mancanza di terapia.

La su esposta attività di ricerca è portata avanti mediante il server ad alta capacità computazionale in uso al gruppo di ricerca iBMB, e di un software commerciale che assicura la rispondenza nella gestione grafica della diagnostica per immagini, e la quale interfaccia-utente garantisce un’alta potenzialità di replicazione dei modelli per una platea di pazienti numerosa.

5. Soggetti coinvolti e tipologia dei dati necessari

Per condurre la sperimentazione è necessario acquisire dall’IRCCS CROB i seguenti dati:

● immagini relative ai tumori al fegato e a mammella, nella forma di stack di file DICOM;

● esiti di analisi cliniche (quelle ritenute utili/importanti da parte del suddetto personale CROB).

I dati sopra citati devono fare riferimento ad almeno 3 momenti diversi dell’iter clinico, per ciascun paziente esaminato.

I dati devono provenire, sia nel caso di paziente soggetto a terapia, che in quello privo di cure, da almeno:

● 4 pazienti, indipendentemente dal genere, affetti da neoplasia al fegato;

● 4 pazienti, donne, affette da neoplasia alla mammella.

6. Modalità di coinvolgimento dei pazienti

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Il livello di coinvolgimento dei pazienti è indiretto in quanto non si tratta di trial clinico.

La sperimentazione non è di tipo invasivo in quanto compiuta in silico su dati clinici, per i quali si richiede autorizzazione al trattamento.

7. Tempistica

3 mesi circa dall’ottenimento del dataset.

8. Riferimenti e Contatti

Coordinatore del Gruppo di Ricerca per iBMB S.r.l.: Prof. Gianpaolo Ruocco E-Mail: [email protected]

Tel: 0971/205454

Coordinatore per l’IRCCS CROB: dott. Giovanni Storto E-Mail: [email protected]

Tel: 0972-726560