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Modellazione computazionale al centro del nuovo modello di assistenza sanitaria in Europa
L'Europa ha bisogno di un nuovo modello di assistenza sanitaria che si basi su sistemi sanitari preventivi personalizzati, un obiettivo che può essere realizzato solo con l'ausilio delle tecno
L'Europa ha bisogno di un nuovo modello di assistenza sanitaria che si basi su sistemi sanitari preventivi personalizzati, un obiettivo che può essere realizzato solo con l'ausilio delle tecnologie dell'informazione e della comunicazione (TIC), ha dichiarato Viviane Reding, commissario europeo responsabile della Società dell'informazione e dei mezzi di comunicazione, ai partecipanti alla conferenza "ICT for Biomedical Sciences 2006", tenutasi a Bruxelles il 29 giugno, in occasione della quale sono stati individuati come assi portanti del nuovo modello la simulazione e la modellazione.
I sistemi sanitari europei si trovano a dover affrontare importanti sfide poste dalle malattie croniche, dai cambiamenti demografici, dalla mancanza di personale infermieristico, dagli incidenti medici e dall'aumento dei costi. Secondo le previsioni, la percentuale di ultrasessantacinquenni dovrebbe quasi raddoppiare entro il 2050. Un maggior numero di anziani avrà bisogno di assistenza e cure mediche di lunga durata per potere vivere autonomamente. Anche le malattie croniche sono in aumento, al pari dei loro costi di gestione. Tutta questa serie di fattori sta iniziando ad esercitare un'ulteriore pressione sui sistemi sanitari europei. Per il 2050, nei paesi dell'Organizzazione per la cooperazione e lo sviluppo economico (OCSE) la spesa pubblica media destinata alla sanità e alle cure a lungo termine potrebbe arrivare al 10-13 per cento del prodotto interno lordo (PIL). Questa nuova situazione non sarà sostenibile, sempre che non si intervenga a tutti i livelli per cambiare i metodi di gestione della sanità.
Intervenendo alla conferenza in diretta via Internet, il commissario Reding ha accennato a queste sfide e ha illustrato i lavori intrapresi dalla Commissione europea al fine di sostenere lo sviluppo di nuove tecnologie atte a migliorare la qualità dell'accesso e dell'efficacia dell'assistenza sanitaria per tutti i cittadini. Le iniziative comprendono il piano d'azione 2004 per l'assistenza sanitaria in rete (eHealth), inteso a stimolare gli investimenti e la diffusione vantaggiosa di soluzioni di eHealth in Europa, Inoltre, l'eHealth figura tra le 10 priorità del piano d'azione eEurope 2005, attuato nell'ambito dell'iniziativa i2010.
L'Europa ha così conquistato una posizione leader per quanto riguarda l'uso di reti sanitarie regionali, l'impiego di cartelle cliniche elettroniche nel settore delle cure primarie, e la diffusione dell'assistenza sanitaria. "La prestazione di servizi sanitari online, compresa la formazione dei professionisti del settore, sta divenendo parte integrante della vita quotidiana di numerosi sistemi sanitari regionali e nazionali", ha dichiarato il commissario, sottolineando la rapida espansione del settore dell'eHealth che entro il 2007 dovrebbe raggiungere un valore di 20 miliardi di euro.
Ma il processo di diffusione di cure mediche basate su soluzioni TIC ha ancora un po' di strada da percorrere. "Potete forse immaginare di gestire l'archiviazione di informazioni biomediche senza computer, reti e biblioteche digitali? Ne dubito", ha osservato il commissario Reding. "Ma scommetto che potete immaginare di prestare i servizi sanitari senza ricorrere alle TIC".
"Intensificare la ricerca nel settore delle TIC a favore delle scienze mediche rappresenta di certo una sfida. Ma sono convinta che l'industria delle TIC e l'industria biomedica possano ottenere insieme risultati più importanti di quelli che potrebbero conseguire separatamente", ha fatto presente il commissario.
Viviane Reding ha fatto riferimento ai lavori attualmente in corso nell'ambito del programma di lavoro sulle TIC del Settimo programma quadro (7PQ), che si incentrerà, ha dichiarato, su due assi principali della ricerca e dell'assistenza sanitaria, ovvero la personalizzazione dell'assistenza sanitaria e l'impatto dei sistemi sanitari. Nel primo caso, l'attenzione sarà rivolta allo sviluppo della modellazione e della simulazione di malattie, per definirne le terapie e i trattamenti chirurgici, attraverso l'"essere umano fisiologico virtuale".
Si tratta dell'attività modello del programma, ha dichiarato il commissario, volta a consentire a scienziati e medici di prevedere l'esito di un intervento chirurgico o l'impatto di un farmaco su un singolo paziente utilizzando modelli e tecniche di simulazione e visualizzazione.
"È un settore nuovo nel quale la Commissione sta investendo massicciamente e che inciderà sulla formulazione della diagnosi da parte dei medici e sullo svolgimento delle operazioni da parte dei chirurghi", ha affermato il commissario Reding. "Saranno sviluppati nuovi farmaci più sicuri e più efficaci, simulandone gli effetti dapprima su un computer".
L'impiego di organi umani creati al computer per valutare l'impatto di un farmaco non è una novità. Negli anni sessanta, il dott. Denis Noble dell'Università di Oxford ha aperto la strada alla modellazione dell'elettrofisiologia delle cellule cardiache e alla sua integrazione nei primi modelli biofisici particolareggiati dell'intero organo. Ha dimostrato che grazie ad equazioni matematiche era possibile modellare il modo in cui l'attività elettrica di una cellula cardiaca è influenzata dal movimento in entrata e in uscita degli ioni sodio e potassio, trasportati da pompe, canali che si trovano nella membrana della cellula.
Tali modelli rivelano la complessità del cuore e l'influenza esercitata su di esso da vari fattori, non ultimi i geni di un individuo. Nel corso della sua presentazione al convegno, Noble ha mostrato il modello che aveva sviluppato sul canale dello ione potassio nel cuore che, se bloccato, può provocare aritmie cardiache, ovvero alterazioni del ritmo normale che ostacola il pompaggio del cuore. Le aritmie possono causare vertigini, svenimenti, dolori al petto, e uccidere ogni anno centinaia di migliaia di persone. Il 40 per cento circa di tutti i farmaci prodotti genera aritmie cardiache, che si tratti di antitumorali, antidiabetici o antistaminici. È una delle principali cause di insuccesso dei farmaci nelle sperimentazione cliniche. "Attualmente, la simulazione si trova a uno stadio in cui siamo in grado di suggerire all'industria farmaceutica come formulare i farmaci per evitare questo tipo di problema", ha spiegato il dott. Noble.
Se Noble è impegnato nella modellazione di singole cellule cardiache, altri ricercatori stanno prendendo in considerazione la modellazione della struttura e dei meccanismi del cuore su larga scala, come ad esempio il battito del muscolo cardiaco stesso. Denis Noble collabora sin dagli anni '90 con il professor Peter Hunter dell'Università di Auckland in Nuova Zelanda alla creazione di modelli relativi all'intero cuore, il cui comportamento riflette le attività di circa 12 milioni di cellule cardiache virtuali. La sfida ha proporzioni gigantesche se si considera che sono necessarie almeno otto ore per modellare un singolo battito cardiaco. I modelli dovrebbero mostrare come l'attività elettrica si origina a livello cellulare, come si diffonde poi alle altre cellule e come l'elettricità viene convertita in contrazione meccanica della parete cardiaca. I modelli simuleranno inoltre il modo in cui le pareti in contrazione fanno scorrere il sangue attraverso il cuore e l'energia viene poi distribuita all'intero sistema.
Se la modellazione di un cuore intero può rivelare una certa complessità, ancora più difficile è l'integrazione di tutte le informazioni per consentire la definizione della struttura e del funzionamento dell'organizzazione biologica a tutti i livelli. Questo è l'obiettivo di STEP, un'azione di coordinamento finanziata dall'UE nell'ambito del Sesto programma quadro (6PQ), che sta elaborando il concetto di "Essere umano fisiologico virtuale" (Virtual Physiological Human - VPH), ossia lo sviluppo di un modello che migliorerà la descrizione del fisioma umano. Il progetto VPH è gestito congiuntamente al progetto Physiome, di più ampia portata, organizzato con il patrocinio della International Union of Physiological Sciences (IUPS).
Il professor Gordon Clapworthy dell'Università di Luton (Regno Unito), coordinatore del progetto, ha spiegato il concetto: "[VPH] è un modello integrato di fisiologia umana a diversi livelli, partendo dall'organismo, l'intero corpo umano, per arrivare fino ai genomi, passando attraverso gli organi, i tessuti, le cellule, le molecole. L'obiettivo è integrare tutti questi modelli in uno solo".
Perché è necessario un concetto di questo tipo? "Si tratta di fornire assistenza sanitaria personalizzata", ha risposto Clapworthy. "È possibile ottenere una certa quantità di dati su un individuo attraverso strumenti standard, ma altre informazioni sulla fisiologia umana possono essere acquisite solo ricorrendo a tecniche particolarmente invasive".
Una banca dati contenente informazioni generiche sul corpo umano, nella quale possano essere inseriti dati personali, offre al medico un'immagine più accurata ai fini della diagnosi. "Se [i dati di un paziente] vengono integrati in un modello più grande, una simulazione generica potrebbe portare ad un'immagine personalizzata, ad esempio del cuore di una persona", ha ipotizzato il professore.
Il progetto riunisce nove partner di cinque Stati membri e 100 esperti impegnati nell'elaborazione di una tabella di marcia finalizzata allo sviluppo di un archivio di modelli integrato. Lo scopo è suddividere il corpo umano in singoli elementi e cercare di produrre dati coerenti, evitando sovrapposizioni. "In tutto il mondo, laboratori privati compiono lavori di base concernenti di norma un solo organo", ha spiegato Clapworthy. "Stiamo cercando di sfuggire alla modellazione multilivello praticata separatamente. L'idea è instaurare rapporti di collaborazione tra tutti coloro che lavorano in questo settore".
Il progetto, peraltro, non riguarda solo la ricerca. "Concerne anche l'infrastruttura: come garantire la compatibilità fra i dati e il software? Quali sono le questioni etiche e giuridiche correlate? Devono inoltre essere affrontati numerosi problemi non tecnici per assicurare che il pacchetto funzioni", ha dichiarato il professor Clapworthy.
"Per quanto riguarda, ad esempio, l'accesso a una banca dati per la modellazione delle malattie genetiche, si deve pensare ad un'interfaccia di facile impiego. Ma se si sta esaminando un solo settore, si deve immaginare una banca dati per tutti gli organi del corpo", ha osservato il professore.
"Nell'ipotesi di sviluppo di banche dati su vasta scala da condividere, è necessario garantirne la sostenibilità a lungo termine. Qualcuno deve gestirle, qualcun altro deve continuare a produrre i dati e inserirli", ha spiegato Clapworthy. "Il nostro compito è studiare come conseguire questo risultato, a prescindere dal livello di finanziamenti disponibili", ha osservato il professore Clapworthy riferendosi al 7PQ.
Sebbene il settore delle TI non faccia parte del consorzio, il professore Clapworthy ha dichiarato che gli esperti delle accademie e dell'industria sono invitati a partecipare alle sue conferenze e ai suoi simposi. "È chiaro che gli aspetti clinici ed industriali sono fondamentali per il successo del progetto in futuro", ha aggiunto. "Passando al mondo reale, abbiamo bisogno chiaramente dell'approvazione dei medici specialisti e della cooperazione dell'industria, che assicurino la disponibilità e la buona qualità dei dati. [L'industria] può contribuire a far comprendere come la ricerca accademica possa essere applicata in un contesto industriale nel modo più corretto".
Per quanto riguarda lo sviluppo del primo "simulatore umano virtuale ", Clapworthy ha osservato "Dipende da cosa vogliamo che sia e da quanto dettagliato debba essere". "Probabilmente dovremo aspettare circa 10 anni prima di potere avere un impatto clinico affidabile. Ma l'importante è che ormai siamo consapevoli della sua fattibilità. Sono convinto che, una volta messo a punto, procederà a ritmo sostenuto".
Approfondimenti: EuroPhysiome
Fonte: (05/07/2006)
Pubblicato in Analisi e Commenti
Tag:
assistenza,
sanita
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