Grazie al sostegno di Fondazione Humanitas per la Ricerca e alla collaborazione tra Humanitas University, Istituto Clinico Humanitas e Politecnico di Milano è nato un laboratorio per la caratterizzazione biomeccanica del tessuto del pancreas, allo scopo di creare un modello fisico dell’organo (phantom) in materiale artificiale, sia per il training di chirurghi e specializzandi, sia per individuare strumenti specifici per la chirurgia pancreatica, come per esempio colle e fili di sutura con caratteristiche particolari.

Materiali innovativi

“Il laboratorio di ricerca nasce dall’esigenza dei professionisti in sala operatoria: la chirurgia del pancreas è infatti una delle più complesse, sia per la sede sia per le caratteristiche dell’organo, i cui tessuti sono particolarmente fragili e delicati – commenta Alessandro Zerbi, Responsabile dell’Unità Operativa di Chirurgia Pancreatica dell’Humanitas  –. Inoltre, molto spesso gli strumenti e i materiali utilizzati per la chirurgia pancreatica non sono appositamente progettati per il pancreas, bensì sono pensati per altri organi e successivamente adattati. Ogni organo ha però caratteristiche anatomiche e funzionali specifiche e il pancreas, in particolare, è responsabile della produzione del succo pancreatico, che è molto corrosivo e in grado di erodere le suture dopo un intervento, con il rischio di emorragie o infezioni”.

Tumore pancreas foto

“Grazie a uno speciale macchinario di prova, è possibile studiare piccole porzioni di tessuto pancreatico e identificare caratteristiche quali modulo elastico e resistenza meccanica, per poi arrivare a elaborarne la sua completa caratterizzazione – sottolinea la Maria Laura Costantino, Docente di Bioingegneria Industriale e Responsabile del Laboratorio Artificial Organs del Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta” del Politecnico di Milano –. In questo modo sarà possibile individuare materiali innovativi e specifici da utilizzare per lo sviluppo di un modello fisico in materiale polimerico che riproduca esattamente la forma e le caratteristiche tattili, elastiche e di resistenza del pancreas, in modo tale che il chirurgo possa confrontarsi con l’organo anche al di fuori della sala operatoria. Un passo avanti importante”.

 

L’utilizzo dell’Intelligenza Artificiale

Il tumore del pancreas, benché in aumento, è relativamente poco diffuso. Questo rende ancora più importante investire sull’intelligenza artificiale e sulle potenzialità che offre nell’estrarre informazioni utili anche da una casistica di pazienti relativamente ridotta. È quello che avviene con lo studio finanziato dai fondi 5×1000 e realizzato con il supporto dei Data Scientist dell’Humanitas AI Center.

“Il nostro obiettivo è elaborare una capacità di predizione pre-operatoria superiore a quella in uso finora, in modo da poter valutare, per il singolo paziente, la probabilità di comparsa di complicanze e la loro gravità, e da mettere in atto provvedimenti per limitarle. Per farlo applichiamo algoritmi di Intelligenza Artificiale ai dati clinici e agli esami di imaging pre-intervento, come la tomografia computerizzata – spiega Giovanni Capretti, Ricercatore e Chirurgo Generale specializzato in patologia pancreatico-duodenale presso Humanitas –. L’utilizzo dell’Ai consentirà in futuro di ottimizzare il percorso di diagnosi e di trattamento del singolo paziente che potrebbe in alcuni casi, per esempio, non prevedere l’intervento chirurgico ma solo trattamenti radio o chemioterapici”.

I numeri del carcinoma del pancreas sono in crescita: i nuovi casi in Italia sono passati da 12.500 nel 2015 a 14.300 nel 2020, per lo più uomini tra i 65 e i 69 anni e donne tra i 75 e i 79. Nonostante la prognosi sia spesso infausta, è sensibilmente migliorata rispetto a dieci anni fa, ma si deve fare ancora molta ricerca scientifica per rendere la diagnosi più precoce e le terapie più efficaci, nonché per sensibilizzare la popolazione alla prevenzione e conoscenza dei sintomi di questa neoplasia. L’incremento dei numeri del carcinoma del pancreas ha cause multifattoriali: stile di vita scorretto, alimentazione non equilibrata e agenti inquinanti, primo fra tutti il fumo, a cui si aggiunge una componente genetica nel 10% dei casi (dovuta al gene mutato per BRC o ad altri geni più rari). Sebbene si conoscano alcune di queste predisposizioni genetiche, l’assenza di marcatori predittivi o specifici nonché di sintomi facilmente riconoscibili ne ritardano la diagnosi. Tutti questi elementi posizionano il tumore del pancreas attualmente al quarto posto per mortalità e si stima che possa diventare la seconda causa di morte entro il prossimo decennio nei paesi occidentali.

“A rendere più difficile la cura di questa neoplasia – spiega il professor Zerbi – ci sono inoltre la posizione anatomica profonda del pancreas, la sua vicinanza a grosse vene e arterie, la scarsa responsività alle cure (sempre multimodali con chemio, chirurgia, se possibile, ed eventuale radioterapia) e la diagnosi spesso tardiva, che preclude la possibilità di intervento, fatto salvo per circa 20-30% di casi. Da qui l’importanza di potenziare la ricerca in ambiti innovativi, sul fronte dei meccanismi all’origine della malattia e l’utilizzo di approcci innovativi per migliorare le tecniche chirurgiche che ci permetteranno di sviluppare nuove terapie”.