Gli studi clinici virtuali potrebbero migliorare le cure per l’ictus
L’ictus, in cui si blocca l’afflusso di sangue al cervello, è una delle principali cause di disabilità a lungo termine e la seconda causa di morte a livello globale. Ogni anno oltre 1 milione di persone in Europa è colpito da ictus, con costi annuali diretti e indiretti di circa 60 miliardi di euro. Dopo diversi decenni di ricerca, le cure standard per l’ictus ischemico acuto sono la trombolisi, in cui i farmaci rompono i coaguli di sangue, e la trombectomia endovascolare, in cui i coaguli vengono rimossi meccanicamente. Tuttavia, secondo Charles Majoie dell’ospedale universitario Amsterdam UMC, coordinatore del progetto INSIST, fino a due terzi dei pazienti rimangono funzionalmente dipendenti e richiedono un’assistenza costante. «Per migliorare i risultati nei pazienti, gli studi clinici devono individuare in modo più efficace i pazienti che possono beneficiare di cure specifiche», afferma. Il progetto finanziato dall’UE ha elaborato modelli computazionali in grado di calcolare i probabili esiti per «pazienti virtuali», dopo aver ricevuto trattamenti di trombolisi e/o trombectomia.
La popolazione virtuale
Il modello di INSIST è stato costruito a partire dai dati relativi a migliaia di pazienti inseriti nel MR CLEAN Registry, una banca dati nazionale olandese di tutti i pazienti con ictus ischemico acuto sottoposti a trattamento endovascolare. Questi dati, che comprendono l’imaging del trombo (400 pazienti), l’istologia (350 pazienti) e le caratteristiche delle arterie cerebrali (120 pazienti), hanno permesso al gruppo di ricerca di concepire pazienti virtuali realistici. «I nostri pazienti virtuali riflettono 15 delle caratteristiche prognostiche più rilevanti, quali età, sesso e comorbilità, e includono caratteristiche cliniche quali le geometrie dei vasi e i trombi», osserva Henk Marquering, co-coordinatore di INSIST. Per agevolare gli studi clinici in silico, tre modelli lavorano in tandem. I modelli di morte tissutale stimano lo stato dei tessuti durante l’insorgenza dell’ictus, immediatamente dopo il trattamento e 24 ore dopo. I modelli di flusso sanguigno riflettono le variazioni in tutte le fasi dell’ictus, compreso il trattamento. Infine, il modello di perfusione 3D descrive la perfusione sanguigna nella materia bianca e grigia del cervello, con danni reversibili e irreversibili al tessuto cerebrale derivanti dalle variazioni di perfusione stimate dal modello di morte tissutale.
Test in silico
Il modello di INSIST ha testato la trombolisi con alteplase per via endovenosa e la trombectomia meccanica con stent retriever, simulando la crimpatura, il posizionamento, il dispiegamento e il recupero del coagulo per stimare la frammentazione del trombo. Le prove sono state simulate utilizzando dati reali del registro MR CLEAN, che hanno permesso al modello di correlare lo stato del tessuto cerebrale 24 ore dopo il trattamento all’esito clinico del paziente dopo 90 giorni. I risultati sono stati poi aggregati per sottopopolazioni di interesse. «Possiamo valutare le prestazioni dei trattamenti in vari scenari di pazienti e comprendere meglio gli effetti pianificati e non pianificati sia per i pazienti che per le popolazioni», spiega Praneeta Konduri, ricercatrice di INSIST. «Ad esempio, abbiamo studiato le prestazioni di uno stent disponibile in commercio per diverse composizioni di fibrina in un trombo occludente, ottenendo risultati paragonabili a quelli dei dati sugli interventi di MR CLEAN, oltre alle ipotesi cliniche.» La popolazione virtuale e i test in silico di INSIST sono stati convalidati utilizzando la serie di dati HERMES, che contiene i risultati di sei studi clinici randomizzati con 1 500 pazienti da tutto il mondo, i quali esaminavano i benefici della trombectomia endovascolare e della trombolisi.
Un approccio in crescita
Grazie al sostegno di enti normativi quali l’Agenzia europea per i medicinali, la modellizzazione computerizzata e la sperimentazione in silico stanno assumendo un ruolo sempre più importante nella ricerca e nello sviluppo di prodotti biomedici. «Grazie alla nostra tecnologia i nuovi trattamenti potrebbero essere valutati in diversi scenari clinici, accelerando i tempi di sviluppo e riducendo, al contempo, i costi», afferma Majoie. «Inoltre, l’estrapolazione di questi risultati su scala di popolazione ci fornisce una comprensione più approfondita dell’ictus.» Oltre a presentare queste tecniche ai potenziali utenti, quali i medici coinvolti nella sperimentazione, il gruppo di ricerca intende incorporare nelle simulazioni tecniche di trombectomia più recenti, quali l’aspirazione.
Parole chiave
INSIST, ictus, trombectomia, trombolisi, sangue, cervello, studi clinici, pazienti virtuali, coagulo, tessuto
