Anthem – AdvaNced Technology for Human centrEd Medicine è un’Iniziativa finanziata dal Ministero dell’Università e della Ricerca nell’ambito del Piano Nazionale Complementare (PNC) al PNRR (https://fondazioneanthem.it/)
Anthem, selezionato assieme ad altre tre Iniziative a seguito del bando di cui al Decreto Direttoriale n. 931 del 06-06-2022, ha una durata di 48 mesi, ha ricevuto un finanziamento pari a 123.477.500,47 € (D.D. n. 1983 del 9-12-2022) ed è strutturato come una Fondazione che comprende 23 Enti Nazionali. ANTHEM ha l’obiettivo di colmare, con l’ausilio di tecnologie e percorsi multidisciplinari e innovativi, il gap esistente nell’assistenza sanitaria dei pazienti fragili e cronici all’interno di specifici territori caratterizzati da patologie orfane di terapie. Si occupa dei seguenti ambiti di ricerca e sviluppo:
Smart monitoring: Sviluppo di sensori e tecnologie nuove (o il miglioramento di quelle esistenti) per monitorare pazienti e soggetti fragili, assicurando la raccolta continua e in tempo reale di dati e la loro integrazione con sistemi di monitoraggio ambientale, allo scopo di ridurre la pressione sui centri ospedalieri e di ridurre il divario geografico.
Prevenzione e diagnosi: Sviluppo di nuove tecnologie e metodologie di Intelligenza Artificiale (AI) capaci di migliorare la diagnostica, rendendo le innovazioni scalabili verso il basso e pertanto esportabili in ogni area del paese, così da aumentare la capacità di prevenzione di tutta una serie di patologie, identificando precocemente i primi segni di peggioramento delle condizioni di salute.
Trattamenti personalizzati: Miglioramento e aumento di percorsi di medicina personalizzata, prevedendo lo sviluppo di trattamenti avanzati per le patologie orfane di cura, come ad esempio alcuni tumori che, una volta diagnosticati, danno ancora una breve aspettativa di vita, o condizioni patologiche croniche, che siano calibrati sulle caratteristiche del paziente (status socio-economico, autonomia, sostegno familiare) e del territorio di residenza.
Miglioramento tecnologico e trasferibilità: Trasferibilità dei miglioramenti tecnologici conseguiti, assicurando ad esempio la protezione dei dati e la loro interoperabilità con piattaforme tecnologiche nuove o già esistenti.
Queste tematiche sono trattate all’interno di 4 Spoke di progetto, facenti capo all’Università di Milano Bicocca che rappresenta l’Hub per la gestione e il coordinamento dell’iniziativa. Ogni Spoke organizza la propria attività in Pilots con diversi obiettivi.
L’INFN partecipa allo Spoke 4 e la BNCT è il topic del Pilot numero 9. L’obiettivo è la costruzione di una facility di ricerca e clinica per l’applicazione della Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) presso l’Università della Campania “Luigi Vanvitelli”. A questo progetto partecipano la Sezione di Pavia, i Laboratori Nazionali di Legnaro, i Laboratori Nazionali del Sud, la Sezione di Napoli, la Sezione di Torino. Inoltre ANTHEM ha emesso un Bando a Cascata, avente come tematica la produzione di dati radiobiologici in BNCT (e anche in FLASH Therapy, un altro topic dello Spoke 4), vinto da Università di Pavia, Università di Napoli Federico II e CNR-IBSBC. Il progetto si chiama GIOCONDA.
La nuova infrastruttura BNCT si basa sulla tecnologia sviluppata dall’INFN per produrre un fascio di neutroni ad alto flusso da un acceleratore (RFQ, vedi Fig.1) in grado di generare un fascio di protoni da 5 MeV, 30 mA, accoppiato a un bersaglio di berillio e a un sistema di moderazione e collimazione neutronica (BSA). Questa tecnologia, interamente progettata e realizzata dall’INFN, sarà il cuore di un centro che fungerà da hub per la ricerca sulla BNCT e per il trattamento dei tumori che hanno una scarsa risposta ad altre terapie come, ad esempio, il Glioblastoma Multiforme.
Figura 1: l’acceleratore RFQ montato sul supporto presso i Laboratori nazionali di Legnaro
L’Università della Campania “L. Vanvitelli” cura la progettazione dell’edificio, che ospiterà l’acceleratore e le sale di ricerca e trattamento, nonché i laboratori e le sale per la preparazione dei pazienti. Il progetto dell’edificio è stato realizzato dalla società Alcotec (https://alcotec.it/).
La Figura 2 mostra il rendering del centro, inserito in un’area dove verranno costruite anche altre installazioni di interesse per la cittadinanza.
Figura 2: rendering dell’installazione BNCT con altre strutture nell’area.
La figura 3 mostra la mappa del centro, comprendente le aree tecniche (per l’acceleratore e i suoi apparati), la sala di irraggiamento per i pazienti, la sala per la ricerca, le aree per la preparazione dei pazienti, i laboratori e la sala che accoglie i pazienti nella fase di monitoraggio post-irraggiamento.
Figura 3: Layout dell’impianto.
La Figura 4 mostra il rendering 3D dell’edificio con l’acceleratore e i suoi apparati accessori.
Figura 4: Struttura 3D dell’impianto BNCT con la tecnologia installata
Grazie alla lunga esperienza di ricerca BNCT svolta in Italia, e con diverse collaborazioni internazionali, l’obiettivo è quello di promuovere un’innovazione globale in BNCT, integrando diversi aspetti che normalmente vengono affrontati separatamente. La visione è quella di sfruttare in modo più strutturato le conoscenze generate nella ricerca di base e nello sviluppo tecnologico. La BNCT è un campo complesso, in cui l’efficacia del trattamento dipende dall’interazione tra vari fattori, tra cui la qualità fisica del fascio, la risposta radiobiologica del tessuto irraggiato e le specifiche del piano di trattamento.
Particolare attenzione sarà data all’implementazione di metodi di dosimetria e microdosimetria più raffinati, in grado di interpretare e prevedere i risultati clinici ottenuti in studi precedenti, e alla produzione di nuovi dati radiobiologici utili a comprendere meglio la relazione dose-effetto nella BNCT. Modelli e dati saranno integrati nel software di pianificazione del trattamento, che consentirà una dosimetria più personalizzata e precisa.L’aspetto più importante è la volontà di affrontare la preparazione degli studi clinici con una prospettiva olistica, integrando la tecnologia per il fascio di neutroni con modalità di valutazione del suo potenziale clinico basata su simulazione di trattamenti, gli studi radiobiologici con la dosimetria computazionale nei pazienti, l’imaging della distribuzione del boro con la pianificazione del trattamento. Una vera innovazione in BNCT potrà derivare solo dalla conoscenza prodotta attraverso la ricerca di base e un miglioramento significativo si otterrà mettendo a sistema e applicando coerentemente le importanti informazioni acquisite finora, rappresentando un passo significativo verso una nuova realtà clinica in Italia.