I tumori del Sistema Nervoso Centrale (SNC) rappresentano i tumori solidi più frequenti dell’età pediatrica, secondi per incidenza solo alle leucemie. Si stima che ogni anno in Italia si ammalino di un tumore circa 1500 bambini di età compresa tra 0 e 15 anni, più altri 800 adolescenti: di loro, circa 400 sono i nuovi casi totali di tumori del SNC.
LA RICERCA SCIENTIFICA
TUMORE DEL SISTEMA NERVOSO CENTRALE IN ETA’ PEDIATRICA
I tumori del Sistema Nervoso Centrale (SNC) rappresentano i tumori solidi più frequenti dell’età pediatrica, secondi per incidenza solo alle leucemie. Si stima che ogni anno in Italia si ammalino di un tumore circa 1500 bambini di età compresa tra 0 e 15 anni, più altri 800 adolescenti: di loro, circa 400 sono i nuovi casi totali di tumori del SNC.
Sebbene più frequentemente nei bambini i tumori si sviluppino a livello del cervello (e per questo comunemente si parla di ‘tumori cerebrali’, anche se più correttamente si dovrebbe parlare di tumori del SNC), anche i più rari casi che interessano il midollo spinale appartengono alla famiglia dei tumori del SNC.
Questi tumori tendono a diffondersi quasi esclusivamente all’interno del SNC: raramente danno metastasi in organi solidi e la via di diffusione metastatica è rappresentata principalmente dal liquido cefalo rachidiano (liquor), il fluido deputato a sostenere anche dal punto di vista metabolico il SNC.
Si tratta di tumori che richiedono un approccio terapeutico multidisciplinare,
con il coinvolgimento di differenti figure nel percorso di trattamento: neuro-chirurgo, neuro-radiologo, neuro-patologo, neuro-oncologo, neuro-riabilitatore, neuro-psicologo. Non tutti i tumori richiedono tutti questi interventi terapeutici, ma è necessario che la presa in carico del paziente sia globale.
Sebbene siano tumori frequenti nei bambini, sono anche curabili con buone possibilità di sopravvivenza attestabili attorno al 70% di tutte le varie tipologie. Nonostante ciò, rimangono una delle principali cause di mortalità infantile e di invalidità permanente. Infatti, nonostante l’evoluzione delle opzioni terapeutiche, i bambini guariti pagano spesso il prezzo delle cure a cui sono stati sottoposti, manifestando problemi neurologici, endocrinologici e cognitivi che possono compromettere la qualità della vita.
L’obiettivo principale delle ricerche più innovative è pertanto duplice: incrementare il numero di bambini che guariscono dai tumori del SNC e, nel contempo, migliorarne la qualità di vita.
Per questo motivo, la neuro-oncologia pediatrica si sta muovendo in molteplici direzioni.
Innanzitutto, il perfezionamento delle tecniche chirurgiche – con tecnologie avanzate come la neuro-navigazione, la chirurgia endoscopica, il monitoraggio neurologico e il controllo radiologico intra-operatori (RMN o ecografico) – ha permesso di ridurre i danni neurologici legati alle conseguenze della chirurgia stessa.
Inoltre, la sempre più approfondita conoscenza delle caratteristiche molecolari dei singoli tumori ha permesso di sviluppare farmaci ‘intelligenti’ che aggrediscono in via esclusiva le cellule tumorali, aumentando l’efficacia del trattamento e riducendo gli effetti collaterali.
Infine, anche la radioterapia si sta evolvendo sia in termini di una più adeguata conformazione dei piani di trattamento, risparmiando i tessuti sani che non necessitano di irradiazione, sia in termini di sperimentazioni di nuove particelle con modalità differenti di rilascio dell’energia radiante.
L’intervento neurochirurgico è un passo importantissimo nella terapia dei tumori del sistema nervoso centrale. È un momento irripetibile in quanto l’asportazione completa del tumore, quando possibile, rappresenta un fattore fondamentale per assicurare le maggiori probabilità di guarigione del piccolo paziente.
Il sistema nervoso centrale è un tessuto estremamente delicato: per questo motivo è necessario pianificare al minimo dettaglio anatomico l’asportazione del tumore senza danneggiare o danneggiando al minimo possibile i tessuti sani non interessati dalla malattia.
Parallelamente, durante l’intervento chirurgico si raccoglie materiale tumorale: l’adeguata raccolta del tessuto patologico è fondamentale per eseguire analisi molecolari necessarie per una diagnosi precisa e per identificare alterazioni suscettibili di terapie mirate.
La corretta pianificazione dell’intervento neurochirurgico, è quindi fondamentale sia perché riveste un aspetto curativo, sia per cercare di garantire l’integrità neurologica del paziente dopo l’intervento, assicurando una buona qualità della vita futura, sia per studiare al meglio delle nostre possibilità il tumore.
La moderna neurochirurgia si avvale di tecniche sofisticate che consentano di raggiungere questi obiettivi. Numerosi sono gli strumenti di precisione già utilizzati nella pratica clinica ma, la crescente richiesta di presa in carico presso l’Ospedale Bambino Gesù di pazienti complessi, lo sviluppo di terapie altamente sofisticate e l’implementazione dei laboratori di ricerca hanno permesso di identificare un sistema di precisione, unico nel suo genere e attualmente utilizzato nelle migliori neurochirurgie del mondo.
La nostra equipe di medici ha quindi identificato un sistema di simulazione chirurgica in realtà virtuale che consentirebbe all’Ospedale Bambino Gesù di essere il primo Centro pediatrico in Europa a poterne disporre.
Riteniamo infatti che il simulatore chirurgico potrà portare numerosi vantaggi non solo ai bambini in cura presso L’Ospedale Bambino Gesù, ma anche per la formazione di equipe chirurgiche che lavorano in altri centri italiani.
Gli obiettivi che ci prefissiamo con la dotazione di questo macchinario sono numerosi:
• Migliorare la visualizzazione preoperatoria dei rapporti tra tumore e strutture del cervello da preservare
• Personalizzare sul singolo paziente i dettagli tecnici da mettere in atto al momento della procedura chirurgica
• Permettere ai genitori di “visualizzare” la procedura chirurgica mediante la realtà virtuale dando un’idea più precisa del tipo di intervento e delle manovre che verranno messe in atto per ridurre al minimo i rischi
• Raccogliere il tessuto da specifici punti del tumore per sviluppare approcci terapeutici innovativi
• Promuovere la formazione neurochirurgica pediatrica delle nuove generazioni di chirurghi che operano presso tutti i centri italiani ed europei
• Condividere con altri centri l’esperienza acquisita offrendo la disponibilità a “simulare” interventi chirurgici complessi da eseguire anche in altri ospedali
Tutto questo è possibile grazie alla possibilità di visualizzazione tridimensionale offerta da questo sistema.
Si tratta della tecnologia della citometria di massa che prende forma nell’utilizzo dello strumento HYPERION (Fluidigm).
Questo strumento, unico nel suo genere, e non ancora presente in Italia, rappresenta la massima innovazione tecnologica nel campo dell’analisi multi-parametrica dal momento che consente di analizzare un elevato numero di marcatori (proteine) contemporaneamente.
Più in dettaglio, il Sistema Hyperion è composto da due unità distinte e complementari:
– Helios mass cytometry system: comunemente utilizzato per le sospensioni cellulari;
– Hyperion imaging system: utilizzato per sezioni di tessuto tumorale.
Entrambe le unità sfruttano il principio della citometria di massa, permettendo di rilevare il segnale di anticorpi legati a metalli e determinare così l’espressione in singole cellule di molteplici proteine per singolo campione analizzato.
Fino a oggi applicato nei campi di ricerca di immunooncologia, di immunoterapia e di medicina traslazionale, l’Hyperion non è ancora stato utilizzato per la ricerca sui DIPG.
Ora grazie al vostro supporto potremo acquisire tale strumento, che sarebbe il primo in Italia e applicare questa tecnologia all’avanguardia per la ricerca sui DIPG.
L’innovazione su questa progettualità ha già permesso di vincere dei fondi di ricerca e una borsa di studio per la formazione dello staff scientifico dellìOspedale Pediatrico Bambino Gesù per l’applicazione di tale tecnologia.
Utilizzando preziosi campioni derivati dai pazienti con DIPG, l’HYPERION ci consentirebbe di costruire su basi più solide le nostre conoscenze sui DIPG,
Dalla ricerca più di base, permetterebbe:
• una migliore comprensione dell’eterogeneità intratumorale e dell’evoluzione tumorale (studiando campioni bioptici e autoptici)
• di definire lo stato funzionale delle cellule tumorali (le loro attività e le loro interazioni con il tessuto normale)
• di definire il microambiente tumorale, incluso due aspetti importantissimi: la componente immunitaria e quella della barriera ematoencefalica (che spesso funge da barriera a molti dei farmaci).
Alla ricerca più direttamente traslazionale, consentendo di:
• studiare la risposta ai trattamenti terapeutici sul tessuto tumorale o sulle cellule derivate dai campioni tumorali
• identificare biomarcatori, cioè molecole sentinella, che possono essere seguite nel tempo anche su campioni di sangue e darci delle indicazioni su come il tumore risponde a certi trattamenti
• identificare popolazioni tumorali resistenti al trattamento
• studiare tali meccanismi di resistenza
I tumori del sistema nervoso centrale rappresentano il secondo tumore pediatrico per incidenza. Sebbene numerosi passi siano stati compiuti per la diagnosi e per il trattamento, i tumori cerebrali rimangono ancora gravati da una elevata mortalità e da effetti collaterali a lungo termine conseguenti ai trattamenti intensivi a cui i bambini sono stati sottoposti.
Un’accurata diagnosi patologica e molecolare è fondamentale per l’identificazione del trattamento ottimale dei pazienti, nell’ottica della medicina personalizzata la quale consente di dosare il carico di terapie in rapporto all’aggressività della malattia. Questo concetto, applicabile a tutti i tumori che colpiscono i bambini, è particolarmente vero per i tumori cerebrali per i quali è possibile, nella più recente classificazione dell’organizzazione mondiali della sanità, riconoscere più di 80 tipologie tumorali differenti.
Una nuova tecnica si è affacciata nel panorama diagnostico dei tumori del sistema nervoso centrale.
Questa tecnica, denominata profilo di metilazione, si integra e si pone come ausilio alle altre indagini diagnostiche, in particolare anatomo-patologiche, per meglio definire il tumore, soprattutto in quei casi in cui la valutazione patologica non riesca, da sola, a classificare il tumore se non che in macro entità.
Studiare la metilazione del DNA nelle cellule di un tumore cerebrale ha quindi l’obiettivo di creare una sorta di “carta d’identità” del tumore.
La somma di tutte queste carte d’identità permette di identificare gruppi di tumore, uguali tra di loro e con le stesse caratteristiche. Questa tecnica consente quindi di riconoscere eventuali alterazioni molecolari alla base della malattia per permettere ai patologi esperti di tumori cerebrali di formulare una più completa diagnosi.
Parallelamente, la scoperta di nuove alterazioni molecolari presenti nel tumore è di ausilio alla ricerca biologica su queste malattie. La definizione di queste (che sono solo alcune) delle caratteristiche molecolari del tumore permette inoltre di comprendere meglio l’aggressività della malattia e di fornire quindi risposte più adeguate alla famiglia in termini prognostici. L’individuazione di alterazioni molecolari all’interno del tumore consente inoltre di sviluppare farmaci che possano essere utilizzati in maniera mirata sul tumore.
Questo approccio, cioè il profilo di metilazione, è uno dei progetti di ricerca sostenuti per l’Ospedale Bambino Gesù di Roma che si pone l’obiettivo di divenire, grazie ai fondi raccolti, un centro di riferimento nazionale per questa metodica disponibile per tutti i bambini che lo necessitino, su indicazione dei patologi e dei medici curanti.
Le attività previste per l’anno in corso riguarderanno due ambiti specifici:
– Applicazioni delle tecnologie 3D e di realtà virtuale in neurochirurgia oncologica.
La disponibilità del sistema 3D con visualizzazione in realtà virtuale consente la puntuale pianificazione delle procedure chirurgiche cerebrali, la simulazione in realtà virtuale dello scenario chirurgico e delle manovre di asportazione del tumore e l’assistenza al chirurgo durante la fase di resezione in sala operatoria.
Verranno raccolti e analizzati i dati relativi all’impatto clinico dell’utilizzo delle tecnologie 3D nei nostri pazienti. In particolare, verranno identificati gli scenari chirurgici nei quali il vantaggio è risultato significativo. Inoltre, saranno analizzati i risultati relativi al contributo della tecnologia 3D nella definizione della pianificazione chirurgica e nella esecuzione delle procedure.
– Applicazioni di sistemi robotici in neurochirurgia oncologica
Il contributo della robotica in neurochirurgia oncologica è molto rilevante sia dal punto di vista diagnostico che terapeutico. La precisione e la stabilità del braccio robotico permette al chirurgo di poter raggiungere dei bersagli molto profondi minimizzando la manipolazione del tessuto cerebrale. Alle applicazioni per l’esecuzione di biopsie stereotassiche o di procedure chirurgiche endoscopiche, si aggiunge la possibilità di guidare il posizionamento di strumenti operativi, sia per l’infusione di sostanze terapeutiche che per l’introduzione di fibre laser allo scopo di generare un danno termico all’interno del tumore, in casi selezionati.
Per la realizzazione delle attività si prevede un contributo pari a 40.000 euro, comprensivo del sostegno a 1 borsista di ricerca neurochirurgo, 1 borsista di ricerca tecnico 3D e realtà virtuale, spese di materiale a supporto del progetto.
Le attività prevedono una crescente attenzione alla preservazione ed il recupero delle funzioni neurologiche nella popolazione neuro-oncologica pediatrica.
La disabilità neurologica ha un grande impatto sulla qualità di vita di questi bambini, sia durante il percorso terapeutico, sia nella vita futura.
Il danno neurologico, oltre che dipendere dalla malattia, può essere peggiorato dalle contromisure terapeutiche, compresa la chirurgia, la chemioterapia e la radioterapia. Una puntuale valutazione clinica neurologica permette di identificare ed interpretare al meglio un eventuale danno neurologico.
Inoltre, la possibilità di assicurare una precisa raccolta dei dati clinici è alla base della strutturazione di un programma volto ad identificare e contenere la morbidità neurologica.
Per la realizzazione delle attività di prevede un contributo pari a 18.000 euro per il sostegno al reclutamento di uno specialista neurologo dedicato alla popolazione neuro-oncologica pediatrica.
I tumori del sistema nervoso centrale (SNC) sono una importante causa di morbilità e mortalità in età pediatrica. I recenti progressi nella comprensione degli aspetti della biologia molecolare di queste neoplasie hanno consentito una migliore definizione della loro patogenesi e del comportamento biologico.
La nuova patologia molecolare che si è andata così delineando è uno strumento imprescindibile per la corretta classificazione dei tumori, la definizione della prognosi e l’identificazione di molecole bersaglio per orientare l’approccio terapeutico.
Presso OPBG è stato messo a punto negli ultimi anni un flusso di lavoro standardizzato per la caratterizzazione molecolare dei tumori cerebrali pediatrici. Per ogni singolo tumore viene analizzato il profilo di metilazione del DNA (PMD) che rappresenta “l’impronta digitale” della cellula di origine del tumore. Da questa metodica viene inoltre estrapolata anche l’alterazione del numero di copie del DNA (CNV).
Questo strumento si sta rivelando di fondamentale importanza nel miglioramento della precisione diagnostica. Le analisi del PMD e del CNV contribuiscono a guidare l’approccio terapeutico in molti dei casi più difficili e controversi dal punto di vista istopatologico.
Per la realizzazione delle attività si prevede un contributo pari a 25.000 euro per spese di reagentario necessario per il progetto.
Le attività prevedono una crescente attenzione alla preservazione ed il recupero delle funzioni neurologiche nella popolazione neuro-oncologica pediatrica.
La disabilità neurologica ha un grande impatto sulla qualità di vita di questi bambini, sia durante il percorso terapeutico, sia nella vita futura.
L’acquisizione delle caratteristiche di staminalità può rappresentare un forte vantaggio per le cellule tumorali, favorendo l’insorgenza di tumori, guidando resistenza alle terapie convenzionali e promuovendo le recidive di malattia. In particolare, l’attivazione di meccanismi che mediano l’adattamento agli ostacoli metabolici e microambientali potrebbe giocare un ruolo importante nell’aumentare l’aggressività del tumore.
Con questo secondo progetto, ci proponiamo di indagare l’espressione e la funzione di una via di risposta allo stress cellulare nelle cellule staminali isolate dal medulloblastoma (MB), il tumore solido maligno più comune in età pediatrica. I risultati del progetto faranno luce sui meccanismi di progressione del MB e identificheranno nuove strategie terapeutiche specifiche da traslare nella pratica clinica. Inoltre, la sovraespressione di molecole appartenenti a questa via del segnale in campioni tumorali e nei fluidi corporei potrebbe rappresentare un nuovo biomarcatore prognostico per i pazienti affetti da MB.
Per la realizzazione delle attività si prevede un contributo pari a 25.000 euro per spese a supporto della sperimentazione in vitro e in vivo.
Le attività di ricerca che ruotano intorno all’Unità di Neuro-oncologia dell’ Ospedale Pediatrico Bambino Gesù si incentrano sull’ utilizzo di materiale biologico raccolto da pazienti affetti da tumori del sistema nervoso centrale (SNC). Questi campioni includono tessuto tumorale, sangue, liquido cerebrospinale etc.
Il laboratorio di ricerca necessita di una figura di tissue collector che sarà responsabile del ricevimento, anonimizzazione, catalogazione, conservazione e smistamento dei vari campioni all’interno del laboratorio e tra i diversi gruppi di ricerca afferenti.
Il tissue collector sarà responsabile anche del processamento primario dei campioni, che includono tra gli altri, estrazione di DNA e RNA per le analisi molecolari effettuate e criopreservazione dei campioni tumorali per la biobanca dell’Unità di Neuro-oncologia.
Nell’ambito dello studio dei gliomi di alto grado, dei gliomi diffusi intrinseci del ponte e gliomi diffusi della linea mediana, tra i tumori più aggressivi del SNC, il tissue collector sarà anche impegnato sulla derivazione e messa a punto di modelli cellulari come le colture cellulari primarie derivate da pazienti e la messa a punto di mini brain, per consentire lo studio in vitro di questi tumori in un microambiente più fisiologicamente adatto e simile a quello del cervello.
Tali modelli cellulari saranno poi utilizzati in diversi progetti di ricerca dove l’applicazione di tali sistemi consente per esempio di testare e validare farmaci, nuove strategie terapeutiche o di studiare il ruolo di nuovi bersagli molecolari.
Tecnico di laboratorio con esperienza e materiali per le colture, growth factors, kit di estrazione etc.
– tecnico: €1500/mese x 12 mesi
– materiali: €6000/12 mesi
Tot: €24 000
I gliomi diffusi intrinseci del ponte (DIPG) e i gliomi diffusi della linea mediana (DMG) con mutazione H3K27M, sono tumori cerebrali pediatrici tra i più aggressivi per decorso clinico e ad oggi senza alcuna opzione terapeutica efficace.
Grazie al contributo della Fondazione Heal, i laboratori di ricerca dell’Unità di Neuro-oncologia, si sono potuti avvalere di una libreria di 1500 farmaci, in parte approvati dalla FDA e in parte sperimentali. Mediante l’utilizzo di questi farmaci e utilizzando linee cellulari primarie derivate da pazienti affetti da DIPG/DMG, abbiamo identificato potenziali inibitori, che in combinazione con le cellule CAR T-cell dimostrano un potente effetto antitumorale in vitro.
Ora ci poniamo l’obiettivo di valutare in maniera più approfondita l’effetto antitumorale di questo nuovo approccio terapeutico e validare questi risultati a livello pre-clinico mediante studi in vivo utilizzando modelli murini di DIPG che abbiamo sviluppato. Questo è un passo essenziale, necessario prima di passare a una potenziale sperimentazione clinica.
Il nostro impegno è quello di sviluppare nuovi approcci terapeutici per il trattamento di pazienti affetti da DIPG/DMG.
Materiali e farmaci: € 25 000.
Se hai bisogno di informazioni o aggiornamenti sulle nostre iniziative ed i nostri progetti, non esitare a contattarci, saremo lieti di rispondervi al più presto.
