Uno studio, firmato dal dottor Giuseppe Maria Della Pepa e dal Professor Alessandro Olivi, è stato scelto come miglior lavoro scientifico del 2022 dalla società scientifica di neurochirurgia americana. Pubblicato sulla rivista internazionale Neurosurgery, sarà presentato al congresso annuale dei neurochirurghi americani, il prossimo ottobre a San Francisco. Lo studio è stato condotto con un complesso algoritmo di intelligenza artificiale. Questo strumento di machine learning permette di prevedere la prognosi del glioblastoma, tumore cerebrale dell’adulto molto aggressivo, indirizzando l’approccio terapeutico.

La società scientifica dei neurochirurghi americani, ha selezionato uno studio effettuato dai neurochirurghi del nostro Policlinico come ‘Lavoro dell’anno in neuro-oncologia’. Gli autori sono stati invitati inoltre a presentare i risultati di questo studio al congresso annuale del Congress of Neurological Surgeons, in programma a San Francisco il prossimo Ottobre.

Per questo lavoro è stato messo a punto un sistema di intelligenza artificiale che consente di individuare, tra i pazienti affetti da glioblastoma, quelli più a rischio di recidiva precoce, cioè a prognosi meno favorevole. Si tratta di un tema di grandissimo interesse, perché individuare quali particolari caratteristiche del paziente, associate tra loro, possano determinare recidive precoci, permette di impostare strategie di trattamento personalizzato.

“I glioblastomi cerebrali – spiega il primo autore dello studio, il dottorGiuseppe Maria Della Pepa, dirigente medico presso la Neurochirurgia di Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli – sono tra i tumori più aggressivi in assoluto. Nel tempo sono state identificate alcune caratteristiche, quali gli aspetti radiologici, alcune mutazioni del DNA, la loro localizzazione, che prese da sole non danno indicazioni sulla prognosi del paziente, ma che considerate nel loro insieme possono far prevedere un andamento più o meno aggressivo di un determinato tumore. Abbiamo dunque avuto l’idea di creare un ampio database, con i dati dei pazienti seguiti al Gemelli e all’Università di Udine, ‘chiedendo’ ad un algoritmo di intelligenza artificiale (machine learning) di andare a valutare come l’interazione fra queste diverse caratteristiche possa suggerire l’andamento della patologia, simulando le complesse interazioni multifattoriali che avvengono nella vita reale. L’algoritmo è stato messo a punto dal dottor Valerio Caccavella, un nostro laureato del corso Medicine and Surgery dell’Università Cattolica del Sacro Cuore, campus di Roma, con expertise particolari in ingegneria informatica.”

“ Il Congress of Neurological Surgeons – sottolinea il professor Alessandro Olivi, direttore della UOC di Neurochirurgia di Fondazione Policlinico Gemelli e Ordinario di Neurochirurgia dell’Università Cattolica- è una delle più prestigiose organizzazioni scientifiche Nord Americane, le cui attività sono dedicate all’avanzamento del progresso scientifico nel campo dei tumori cerebrali e di altre patologie di interesse neurologico e neurochirurgico, individuando e riconoscendo, su scala globale,  i contributi più sostanziali nel settore. Per il gruppo da me guidato al Gemelli ottenere questo prestigioso riconoscimento è motivo di orgoglio e di autentica soddisfazione ed offre un’ulteriore visibilità internazionale al nostro policlinico universitario, che è sempre impegnato ad offrire i più moderni percorsi personalizzati ai pazienti neuro-oncologici”.

Il glioblastoma di alto grado dell’adulto. Il Policlinico Gemelli, per volume di pazienti trattati, è tra i primi centri di riferimento in Italia per il trattamento della patologia oncologica cerebrale e il primo centro del Centro-Sud d’Italia.  Il glioblastoma è un tumore cerebrale dell’adulto molto aggressivo; nei pazienti sottoposti a trattamento con resezione chirurgica, seguita da radio e chemioterapia, l’aspettativa di vita raramente supera i due anni (la media è di 18 mesi), anche se ci sono dei lungo-sopravviventi. Riuscire a determinare la prognosi di un paziente, influenza l’approccio terapeutico, portando ad adottare strategie di trattamento aggressive o, al contrario, conservativo-palliative.

“È un tumore difficile da operare – spiega il dottor Della Pepa – perché il cervello è un organo funzionale e noi dobbiamo asportare tessuto patologico che si trova in mezzo ad aree funzionali del cervello. Quindi, da un lato dobbiamo riconoscere il tumore, dall’altro dobbiamo preservare le funzioni neurologiche senza provocare deficit neurologici. Per riconoscere il tumore e delimitare la zona da trattare, al Gemelli utilizziamo una serie di tecnologie avanzatissime quali le fluorescenze intra-operatorie, strumenti di navigazione avanzata, ecografia con mezzo di contrasto, ecc. Mentre operiamo, inoltre, dobbiamo anche sapere dove sono collocate le funzioni cerebrali e così, in sala operatoria, disegniamo una sorta di mappa con la quale orientarci, stimolando le diverse aree con strumenti particolari, per determinare la posizioni delle aree corticali e di fasci che le connettono. Questo ci consente di resecare in sicurezza il tumore, senza creare danni funzionali”. Dopo l’intervento, il paziente viene sottoposto a chemio e radioterapia; negli ultimi trent’anni purtroppo da un punto di vista chemioterapico sono stati modesti gli avanzamenti terapeutici, anche se la chirurgia ha fatto passi da gigante e la tecnologia oggi ci permette di raggiungere aree prima giudicate inoperabili. “L’uso di questo strumento di intelligenza artificiale – prosegue Della Pepa – ci consente di modulare l’aggressività terapeutica da riservare al singolo paziente. Se ha un’elevata possibilità di recidiva precoce, daremo più peso alla sua qualità della vita, sottoponendolo ad un intervento meno aggressivo. Se l’algoritmo ci suggerisce una prognosi più favorevole, ci indirizzeremo verso una resezione più ampia e terapie più aggressive. Avere un’idea della prognosi ci guida anche nella tempistica del follow up”.

La ricerca Machine Learning‐Based Prediction of Early Recurrence in Glioblastoma Patients: A Glance Towards Precision Medicine, pubblicata sulla rivista Neurosurgery è stata coordinata dal dottorGiuseppe Maria Della Pepa, dirigente medico presso la Neurochirurgia di Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS e dal ProfessorAlessandro Olivi direttore della UOC di Neurochirurgia di FPG e Ordinario di Neurochirurgia dell’Università Cattolica. La ricerca è stata effettuata in collaborazione con altre Unità Operative del nostro Policlinico come la Neuroradiologia e la Radioterapia (dottoressa Simona Gaudino e dottoressa Silvia Chiesa) e con la Neurochirugia dell’Università di Udine (dottoressa Tamara Ius). Fra gli autori, anche due laureati di Medicine and Surgery UCSC, la dottoressa Grazia Menna e il dottor Valerio Caccavella, attualmente in formazione specialistica.

Maria Rita Montebelli

Nella foto in alto Prof.Alessandro Olivi – dott.ssa Grazia Menna – dott. Giuseppe Della Pepa