4D Precision Diagnostics: tecnologie digitali e intelligenza artificiale al servizio della diagnosi precoce

Lo Spoke 4 – 4D Precision Diagnostics, del partenariato HEAL Italia (HEAL ITALIA), è un pioneristico progetto coordinato a livello nazionale da Sapienza che mira a rivoluzionare la diagnosi delle malattie –rare monogeniche, oncologiche, metaboliche e poligeniche complesse- attraverso l’integrazione di bio-imaging, biomarcatori molecolari e sviluppo di modelli personalizzati. Questo sforzo congiunto che vede otre 60 scienziati impegnati in 13 centri italiani, guiderà la ricerca verso una diagnosi precoce, precisa nello spazio e nel tempo, che possa favorire soluzioni innovative per la medicina di precisione. La rete del progetto 4D Precision Diagnostics vede l’applicazione dell’intelligenza artificiale (IA) e delle tecnologie digitali, all’analisi di un’enorme mole di dati raccolti all’interno del consorzio.

Lo sviluppo di nuovi algoritmi di IA applicati all’imaging sanitario, come la risonanza magnetica (MRI), la tomografia a emissione di positroni (PET), accoppiata a dati di metabolomica o trascrittomica insieme alla diagnostica digitale microscopica su vetrino, sta già portando i primi risultati. I primi campioni che sono in fase di analisi provengono pazienti affetti da malattie importanti dal punto di vista socio-sanitario, come il cancro della prostata, del polmone, della vescica, della tiroide e nel glioblastoma. La possibilità di fenotipizzare precocemente e con precisione queste malattie consentirà di indirizzarle verso una migliore personalizzazione delle cure.

Un aspetto innovativo riguarda lo studio di nuovi biomarcatori molecolari, esplorando l’uso di campioni alternativi, anche non invasivi come la saliva, o il respiro, per il monitoraggio delle patologie tumorali, endocrinologiche e metaboliche rare. Allo stesso modo, vengono studiati marcatori di risposta alle terapie oncologiche, al fine di migliorare e personalizzare le terapie esistenti e sviluppare nuovi strumenti diagnostici basati su RNA circolanti e microRNA, in un’ottica di vera medicina di precisione.

Le attività del progetto 4D Precision Diagnostics si estendono anche al campo della chirurgia, dove è in corso lo sviluppo di nuove sonde radio-guidate e di endoscopi a fibre ottiche multimodali per migliorare la precisione chirurgica e ridurre gli interventi invasivi. Tali innovazioni, rappresentano un importante passo avanti nella personalizzazione delle cure e nella riduzione degli effetti collaterali delle terapie oncologiche.

L’iniziativa ha già portato a oltre 40 pubblicazioni scientifiche da parte dei teams multidisciplinari, e all’organizzazione di diversi eventi scientifici di scambio e disseminazione. Questi lavori sono stati pubblicati su prestigiose riviste internazionali e riflettono l’eccellenza scientifica raggiunta dai numerosi ricercatori che fanno parte del team di Spoke 4.

Il progetto si sta ulteriormente allargando con la conclusione del Bando a Cascata che finanzierà 5 progetti di partnership con il mondo dell’impresa. La collaborazione è un esempio concreto di come la sinergia tra scienza e tecnologia applicata possa contribuire alla trasformazione del sistema Paese. Grazie alle tecnologie digitali avanzate, all’uso dell’IA, e alla collaborazione con istituti di ricerca e partner industriali, Spoke 4 sta sviluppando una nuova frontiera della medicina di precisione, fornendo strumenti che promettono di migliorare significativamente la gestione di malattie complesse, portando benefici tangibili ai pazienti.