Migliore riuscita del trapianto di rene grazie alla medicina di precisione supportata dall’intelligenza artificiale
Per i pazienti affetti da malattie renali in fase terminale, il trapianto d’organo può rappresentare la migliore speranza di guarigione. Tuttavia, nonostante i progressi medici compiuti, tra cui rientrano i farmaci immunosoppressori, a circa il 10 % dei trapianti di rene segue un rigetto entro il primo anno, afferma Maud Racapé dell’Istituto nazionale francese per la salute e la ricerca medica(si apre in una nuova finestra). «Con la notevole quantità di fattori in gioco, prevedere il rigetto è tutt’altro che semplice», afferma Racapé, coordinatrice del progetto EU-TRAIN(si apre in una nuova finestra). «Il nostro strumento EU-TRACER si avvale di dati clinici, genetici, sul sistema immunitario e sui biomarcatori rilevanti per quantificare i rischi individuali». Accessibile attraverso un’interfaccia sicura basata sul web, EU-TRACER aiuta i medici a valutare i pazienti in tempo reale per individuare i primi segni di rigetto, oltre al rischio basso o elevato di complicanze, per evitare procedure invasive non necessarie. «L’incorporazione di biomarcatori non invasivi e di dati di espressione genica nei parametri di cura potrebbe migliorare l’accuratezza della previsione di circa il 30 %», aggiunge Racapé.
Dati multidimensionali per la stratificazione del rischio
EU-TRAIN ha combinato un database esistente di oltre 5 000 riceventi di trapianto di rene con nuovi dati ricavati da due studi su pazienti. Nel primo, sono stati analizzati migliaia di dati provenienti da 554 pazienti con tecniche di apprendimento automatico e modellizzazione statistica avanzata, per verificare se i nuovi biomarcatori e quelli precedentemente identificati potessero aiutare a prevedere il rigetto del trapianto. «Molti dei biomarcatori testati, indicati da risultati pubblicati in precedenza(si apre in una nuova finestra), non hanno migliorato significativamente le previsioni di rigetto rispetto al monitoraggio standard, evidenziando l’importanza dei test nel mondo reale», osserva Racapé. «L’unica eccezione è stata una proteina, la CD4, che attiva altre cellule immunitarie, insieme ai cosiddetti “anticorpi donatore specifici (DSA) contro gli antigeni leucocitari umani (HLA) circolanti”, anticorpi del sangue che attaccano le proteine degli organi trapiantati».
Avvalersi della medicina di precisione basata sull’intelligenza artificiale
Questi risultati hanno informato il secondo studio che ha testato lo strumento EU-TRACER abilitato all’IA, per valutare se il monitoraggio guidato da biomarcatori riducesse in modo sicuro il numero di biopsie eseguite entro il primo anno dal trapianto. L’algoritmo dello strumento, alimentato con alcuni parametri clinici, biologici e immunologici rilevanti per la previsione del rigetto, tra cui un nuovo promettente biomarcatore non invasivo chiamato DNA libero da cellule derivate dal donatore (dd-cfDNA), è stato applicato a 342 nuovi pazienti sottoposti a trapianto di rene. «Invece di dover esaminare le cartelle cliniche dei pazienti, l’algoritmo aggrega i parametri più predittivi», spiega Racapé. Rispetto a un gruppo di controllo con monitoraggio standard della compatibilità, nel gruppo EU-TRACER è stato annullato il 64 % delle biopsie. I tassi di rigetto, di funzionalità renale, di perdita dell’organo del donatore e di decesso sono stati simili tra i due gruppi. «Questi risultati dimostrano che lo strumento EU-TRACER può essere utilizzato in modo sicuro per evitare le biopsie invasive previste dal protocollo», osserva Racapé.
Passaggio dalla ricerca all’uso clinico
Con le malattie renali croniche che colpiscono oltre 100 milioni di europei e comportano un costo sanitario annuo pari a 140 miliardi di euro(si apre in una nuova finestra), EU-TRAIN contribuisce ad affrontare l’urgente necessità di diagnosi più accurate e di trattamenti efficaci. Più in generale, il progetto contribuisce alle iniziative europee di medicina personalizzata avanzata(si apre in una nuova finestra) volte a migliorare i risultati sanitari. Il team sta ora ampliando lo studio EU-TRACER Impact per valutare se lo strumento possa evitare la biopsia anche per il sospetto rigetto d’organo. Nel frattempo EU-TRACER sarà convalidato ulteriormente in popolazioni di pazienti più ampie e diversificate, con l’inserimento di nuovi biomarcatori nei suoi modelli predittivi. «Nella nostra visione c’è l’ampliamento della piattaforma ad altri trapianti d’organo, già in corso per il trapianto di cuore, con l’obiettivo di contribuire all’affermazione della medicina di precisione guidata dai dati come standard di cura nei trapianti», conclude Racapé.
