Innovazioni tecnologiche in ambito sanitario

INNOVAZIONI TECNOLOGICHE IN AMBITO SANITARIO “ DAGLI DEI AL DNA “ MARSALA 18-12-2009 COMPLESSO MONUMENTALE SAN PIETRO RELATORE : Dr. GIUSEPPE SALVATORE TRAPANI GASTROENTEROLOGO [email_address]

“ DAGLI DEI AL DNA “ “ FARMACOGENOMICA : IL FUTURO OGGI”

LA MEDICINA NEL TEMPO La cura del corpo, intesa in senso sia medico sia terapeutico, è praticamente cresciuta con l'uomo: in origine ebbe, quasi certamente, carattere istintivo e individuale ma ben presto fu oggetto di riflessione e portò alla ricerca delle cause del male .Lo studio scientifico delle conoscenze mediche popolari ha messo in luce due filoni tra loro interdipendenti : quello che attribuisce al male un'origine esclusivamente sovrannaturale e quello che considera la malattia un “accidente” più o meno casuale,ma sempre naturale . La medicina progredì nel tempo, sia con la continua scoperta del potere farmacologico di determinate sostanze naturali, soprattutto vegetali, sia con il perfezionamento delle tecniche “chirurgiche”.

LA MEDICINA PRIMORDIALE Tutta la medicina primordiale ed attualmente ancora nicchie di quella popolare è stata influenzata da un forte senso magico ,anche quando la cura con medicamenti e interventi chirurgici assunse un carattere specifico: stregoni, guaritori, adottarono formule magico-suggestive (purificazioni, esorcismi) con la finalità di ristabilire l'armonia. A questa concezione si riallaccia l'uso dell'imposizione delle mani, quale rimedio al male, seguito in epoca romana e medievale e ancora oggi diffuso presso alcune religioni .

LA MEDICINA DIVINATORIA Sino al 3° secolo A.C la medicina era considerata divinatoria e la malattia un evento prevalentemente sovrannaturale e con cio’ pure la diagnosi ed il trattamento terapeutico . In Egitto e nell'area messicano-andina la medicina dipendeva dagli dei Egizi , Aztechi , Incas . Nel mondo greco esistevano templi dedicati al dio Esculapio, nei quali gli ammalati, durante la notte, nell'“incubazione”, venivano consigliati e a volte guariti miracolosamente dal Dio.

LA MEDICINA ANTICA Il patrimonio di conoscenze empiriche, arricchitosi col tempo, è alla base del progresso della medicina in epoca classica quando si giunge a una prima codificazione delle malattie e dei rimedi e alla formazione di una casta di medici professionisti più o meno suggestionati dal soprannaturale: in Grecia, Roma, Cina, la medicina tese sempre più ad assumere un aspetto rigorosamente scientifico e cadde sotto il controllo dei sacerdoti per cui si è potuto registrare un netto prevalere del sovrannaturale sia nelle diagnosi sia nell'indirizzo terapeutico. La critica scientifico-filosofica si accentuò in periodo ellenistico: i sacerdoti praticavano cure termali e anche chirurgiche nei salubri templi di Epidauro.

MEDICINA SCIENTIFICA Padre della medicina scientifica , non solo greca ma di molte epoche successive, fu considerato Ippocrate, al quale sono stati attribuiti i preziosi testi della prima elaborazione scientifica della medicina ellenica. Per Ippocrate compito del medico è pronosticarne l'esito e favorire la forza medicatrice della natura con dieta opportuna e blandi rimedi, ricorrendo all'intervento chirurgico solo in casi estremi. Secondo la sua scuola, l'organismo tende a risolvere spontaneamente la malattia, dovuta all'eccesso di uno dei quattro umori che costituiscono l'organismo stesso. A Roma ebbe pure una funzione sociale per cui i Romani ebbero sempre particolare cura del corpo, dell'igiene pubblica e anche dell'assistenza sanitaria.

LA MEDICINA MEDIEVALE SCUOLA SALERNITANA La vera medicina scientifica, come tutti sanno, ha circa un secolo di vita.Uno dei momenti decisivi nel progresso della scienza medica va certamente attribuito alla scuola medica salernitana, definita la madre di tutte le università , fiorita nel XII secolo . Questa scuola si basava non solo sull’insegnamento del greco Ippocrate, ma anche sull’esperienza e gli insegnamenti della medicina araba ad opera di Avicenna e Costantino l'Africano . Una delle novità più importanti di questa scuola sta nel non accettare passivamente la malattia, nel pensare che oltre ad avere cura dell'anima, occorra prendersi cura del corpo. La Scuola Salernitana non si arrende di fronte alla malattia, la combatte, la cura, ma soprattutto cerca di prevenirla con strumenti medici precisi e organizzati. Si oppone, inoltre, all'accettazione passiva della morte e rifiuta la teoria secondo la quale è inutile curare il corpo quando la vera salvezza non appartiene al mondo terrestre .

MEDICINA PRE-CLINICA E CLINICA PRE-CLINICA : Fa capo alla Fisica cartesiana e Chimica moderna che nacque per opera di Boyle a metà del Seicento. CLINICA : Fa capo alle fenomenali intuizioni di geni quali Morgagni , Spallanzani, Golgi, Pasteur, Roengten, Kock, Fleming, Montalcini , Dulbecco , etc .

LA MEDICINA GENETICA James Watson e Frencis Crick negli anni 50 descrissero la struttura del DNA e da allora ebbe inizio l’attuale strabiliante epoca della medicina genetica dell’ingegneria biomedica molecolare . Lo studio dei geni del cromosoma ha modificato ,stravolgendolo ,il destino presente ed ancora piu’ quello futuro dell’uomo ,nella cura e prevenzione del suo buono stato di salute ,correggendogli ,per ora, alcune sue forme patologiche e domani risolvendogli tutte le patologie o non facendole manifestare , con l’utilizzo delle cellule staminali .

IL CONCETTO DI SALUTE Il nuovo modello di assistenza proprio di questi ultimi decenni risulta sempre meno adatto a salvare la vita e prolungarla, promuovere e mantenere la salute, alleviare dolori e sofferenze . Dopo più di cinquanta anni, il concetto di salute proposto nel 1948 dalla Organizzazione Mondiale della Sanità quale stato di completo benessere fisico, psicologico e sociale e non solo di assenza di malattia sta diventando un riferimento per lo sviluppo di un nuovo modello di medicina

Prevenzione Diagnosi Cura Riabilitazione Terapie mirate Previsioni risposta alle terapie Ricostruzione parti malate Predisposizione alle malattie Comprensione delle malattie LA NUOVA MEDICINA Conoscenza Medicina molecolare LINGUAGGIO COMUNE Mappa Genomica Diagnostica molecolare Farmacogenomica Terapia molecolare

MODELLO ATTUALE MODELLO FUTURO Malattia Diagnosi su sintomi Terapia standard Guarigione o ricaduta Predisposizione genetica Mappatura popolazione Monitoraggio e prevenzione Diagnosi Selezione trattamento Trattamento personalizzato Follow up Follow up Da “MALATTIA AVANZATA” a “SALUTE PREVENTIVA” LA NUOVA MEDICINA: EVOLUZIONE DEL PARADIGMA Migliori risultati Trattamenti sicuri Cure efficienti ed efficaci

Situazione asintomatica Situazione sintomatica Profilo genetico e intervento sui fattori di rischio 43 % sopravvivenza 85 % sopravvivenza UN ESEMPIO DELLA NUOVA MEDICINA: DA “MALATTIA AVANZATA” A “ SALUTE PREVENTIVA”: RISULTATI ATTESI PER LE MALATTIE CARDIOVASCOLARI O G G I D O M A N I Gestione semplice fattori di rischio Intervento & Diagnostica interventistica Terapia farmacologica Imaging tradizionale (anatomica e fisiologica) Biomarcatori, proteomica, metabolomica, … , Diagnostica non invasiva e Imaging molecolare Farmacogenomica e terapie mirate personalizzate Monitoraggio remoto Gestione di malattia IT based

RICERCA BIOMEDICA I risultati ottenuti dalla ricerca biomedica negli ultimi 50 anni hanno contribuito a migliorare in modo senza precedenti lo stato di salute nei paesi industrializzati , ma nel contempo hanno introdotto nuovi problemi, sia sanitari che sociali, per i quali la soluzione è ancora incerta e parziale. La nostra società è caratterizzata da un progressivo fenomeno di invecchiamento, con una elevata prevalenza di malattie croniche e degenerative ed un crescente carico di disabilità .

RICERCA FARMACEUTICA La medicina odierna è basata sulla diagnostica, intesa come strumento o servizio in grado di fornire specifiche informazioni sullo stato di salute attuale di un soggetto. Pero’ sia la mancata risposta terapeutica che le reazioni avverse ai farmaci rappresentano un rilevante problema: costi della mancata efficacia e della tossicità dei trattamenti sono enormi, sia in termini clinici che economici. L'attuale processo di ricerca e sviluppo di un nuovo farmaco e' un sistema estremamente lungo e costoso: servono in media circa 12 anni e 400 milioni di dollari per portare sul mercato un nuovo farmaco. In questo lungo percorso non mancano gli insuccessi, tanto che la probabilita' che una molecola sintetizzata venga commercializzata e' inferiore a 1/ 5000.

LIFESTYLE E LIFESTYLE DRUGS Il fenomeno dei cosiddetti lifestyle drugs , ovvero dei farmaci per il trattamento di fattori di rischio che derivano da stili di vita impropri o di condizioni che limitano il benessere di un individuo,piuttosto che per la cura di condizioni francamente patologiche,è solo il più recente dei fenomeni che hanno caratterizzato questo cambiamento

STATUS DELLA RICERCA FARMACOLOGICA Nello stesso periodo, la spesa sostenuta dalle aziende farmaceutiche per le attività di ricerca e sviluppo ha invece continuato a crescere. Se si aggiunge a tutto ciò che c’e’ stata gia’ l'uscita di brevetto di un numero consistente dei 100 farmaci di maggior successo, si comprende come sia cruciale trovare strade nuove per ridare vitalità al processo industriale di ricerca e sviluppo di nuovi farmaci. Le speranza oggi risiedono principalmente sulla farmacogenomica e sono un pò più che speranze, visto che esiste già qualche risultato concreto

DA MEDICINA DIAGNOSTICA A PREDITTIVA Nel prescrivere una terapia ad un proprio paziente, il medico può avere aspettative di beneficio, non certezze. Nei confronti del singolo individuo, la capacità del medico di predire variazioni future dello stato di salute, sia come evoluzione naturale che a seguito di interventi terapeutici, è tuttora caratterizzata da grande incertezza. Al contrario, la medicina predittiva potrà consentire di predire cambiamenti nello stato di salute di un soggetto, sia come insorgenza di malattia che come probabilità di risposta ad un intervento terapeutico . L’identificazione ed il trattamento della malattia ne rappresentano pertanto gli ambiti di applicazione principali

MEDICINA PREDITTIVA In tal modo la medicina predittiva potrà consentire di identificare il farmaco più appropriato, il paziente più appropriato, la malattia più appropriata, il tempo di trattamento più appropriato, la dose del farmaco più appropriata, la risposta terapeutica più appropriata . Come conseguenza delle scoperte della genomica e della farmacogenomica in particolare dobbiamo attenderci enormi progressi nella capacità di diagnosticare le malattie sulla base del genotipo,di identificare condizioni di magggior rischio correlate alla presenza di geni di suscettibilità e di identificare la migliore terapia per lo specifico problema di salute di un determinato paziente.Queste caratteristiche sono alla base di un nuovo modello di medicina,la medicina predittiva

Prevenire le malattie  Test Predittivi di Malattia    1999

   2008 Scoprire nuovi farmaci  Farmacogenomica Terapia personalizzata  Farmacogenetica

Ricerca genetica di popolazione per isolare i geni di malattia Ricerca sulle proteine codificate dal gene fino alla validazione di bersagli molecolare per i farmaci Scoperta e sviluppo di composti che si legano e modificano la funzione delle proteine bersaglio 2. Scoprire Nuovi Farmaci - Farmacogenomica

DAL GENE SUSCETTIBILE ALLA MALATTIA Dal gene di suscettibilita' si cerca di risalire alle proteine codificate ed alla loro funzione e ruolo nella patogenesi della malattia studiata. Si arriva così ad identificare quelle molecole che possono funzionare da bersagli, cioe' che se colpiti con una adatta molecola sono in grado di fermare o rallentare il processo patogenetico. L'impiego delle tecniche genomiche sopra descritte ha permesso per esempio a GlaxoSmithKline e Roche di scoprire due molecole che sono ora in sperimentazione nell'uomo. La prima molecola è un inibitore della lipoproteina associata alla fosfolipasi A2, un enzima che ha un ruolo nella formazione della placca aterosclerotica,ed è in sperimentazione di fase II per questa indicazione.La seconda,che è appena entrata in fase I, verrà sperimentata per l' osteoporosi . E tutto questo ha dato inizio alla farmacogenomica .

FARMACOGENOMICA La farmacogenomica è una branca della biologia molecolare che si occupa di indagare sugli effetti di un determinato farmaco in base al genotipo dell'individuo . Questo tipo di ricerca però non si basa sullo studio dei singoli geni, bensì sul polimorfismo a singolo nucleotide (SNP = Single Nucleotide Polymorphism).Sulla base delle osservazioni fatte su vari pazienti, si è notato che ognuno reagisce in modo diverso a un determinato farmaco a seconda dei polimorfismi di SNP presenti nel suo aplotipo .Da qui si può cercare di produrre una "carta d'identità" dell'individuo per SNP, che consente di ridurre notevolmente i tempi di sperimentazione di un farmaco e ottimizzarne l'utilizzo. La Farmacogenetica è lo studio, in individui , della variabilità nella risposta ai farmaci dovuta a fattori genetici.

LA FARMACOGENETICA INVECE……. Pur non essendovi una delimitazione netta tra i due campi di applicazione, la farmacogenetica è principalmente rivolta alla identificazione di polimorfismi che siano associati con la risposta individuale ad un farmaco, ed ha come obiettivo finale lo sviluppo di test farmacogenetici che permettano di predire la risposta individuale. La farmacogenomica si orienta principalmente alla identificazioni di geni e polimorfismi coinvolti nello sviluppo di malattia, con l'obiettivo finale di identificare nuovi bersagli contro i quali sintetizzare farmaci nuovi . Potremo quindi avere nuovi farmaci, che soddisferanno bisogni terapeutici tuttora presenti, e farmaci impiegati in modo personalizzato, e quindi più efficaci e meglio tollerati a livello individuale .

Ricerca genetica di popolazione per isolare i geni di malattia Ricerca sulle proteine codificate dal gene fino alla validazione di bersagli molecolare per i farmaci Scoperta e sviluppo di composti che si legano e modificano la funzione delle proteine bersaglio SCOPRIRE NUOVI FARMACI : FARMACOGENOMICA

LA MM MOLECOLARE DELLA CELLULA

VALUTAZIONE UTILITÀ CLINICA TEST FARMACOGENETICO HLA-B*5701 1800 PAZIENTI Gestione clinica standard Screening genetico Esclusione dei test + Randomize (1:1) * * * Suspected HSR confirmed using patch testing (blinded analysis by independent dermatologist) ABC – containing regimens HSR monitoring according to Standard of Care ABC – containing regimens HLAB5701 screening Exclude Subjects + ve Tests Enroll Subjects with - ve Tests ABC – naive subjects Studio Predict-1 HSR 2.7% 0%

TERAPIA PERSONALIZZATA - FARMACOGENETICA

recettori 52% enzimi 22% ormoni, fattori di crescita 13% canali ionici 6% sconosciuti 7% 566 target farmacologici validati al 20.9.2008 esclusi antiinfettivi SCOPRIRE NUOVI FARMACI - FARMACOGENOMICA

Dichiarazione di Erice 2001 Linee Guida sperimentazione di farmacogenetica SIFO 2002 Linee Guida sperimentazione di farmacogenetica FSK TRASFERIMENTO DEI TEST FARMACOGENETICI NELLA PRATICA CLINICA

Evoluzione 2009 – 2012 Innovazione Terapeutica Scienza e Tecnologia Farmaco Genomica FARMACOGENOMICA, IL FUTURO OGGI PASSA DA :

EVOLUZIONE 2009 - 2012 Generic Cliff (DIRUPO) Scadenze brevettuali Produttività RD Evoluzione della Sanità Innovazione & Valore Value-based Pricing Pay-For-Performance

EVOLUZIONE 2009 - 2012 Generic Cliff Scadenze brevettuali Produttività RD Evoluzione della Sanità Innovazione & Valore Value-based Pricing Pay-For-Performance

INNOVAZIONE TERAPEUTICA, PREZZO E RIMBORSO

INNOVAZIONE TERAPEUTICA Innovazione attributo di processo / sistema Innovazione terapeutica (ISDB 2001) beneficio incrementale per il paziente Valore aggiunto attributo di prodotto

Scoperta nuova molecola nuovo meccanismo Sviluppo Fase III INNOVAZIONE TERAPEUTICA E VALORE AGGIUNTO progettata valutata Innovazione terapeutica

SCIENZA E TECNOLOGIA Biologia Immunologia Genomica Farmacogenomica Farmacogenetica Anticorpi Monoclonali Vaccini ed Adiuvanti

Closer proximity to cell membrane Mab

DOMAIN -DOMINIO -ANTIBODIES – 2^ GENERAZIONE MAB

ASTHMA- FUTURE DRIVERS OF INNOVATION Combination therapies Non-steroidal anti-inflammatories PG-D2 agonists CCR3 antagonists Targeting the mast cells directly Monoclonal antibodies Novel Anti-TNF targets Inhaled immunostimulatory DNA Novel therapies for severe neutrophilic asthma Gene Therapy

VACCINI ED ADIUVANTI OLTRE I MICROORGANISMI Ipertensione Alzheimer Cocaina Nicotina Neoplasie

VACCINI ED ADIUVANTI OLTRE I MICROORGANISMI

PREVENIRE LE MALATTIA - TEST PREDITTIVI DI MALATTIA

TEST PREDITTIVO INDICAZIONE PRODUTTORE PREZZO deCODE T2™ Diabete deCode Genetics 500 US$ deCODE AF™ Fibrillazione Atriale deCode Genetics ND BRACAnalysis® Carcinoma ereditario della mammella e dell’ovaio Myriad Genetic Laboratories ND COLARIS® Carcinoma nonpoliposico colorettale ereditario Myriad Genetic Laboratories ND COLARIS AP® Carcinoma e poliposi adenomatoda famigliare del colon Myriad Genetic Laboratories ND MELARIS® Melanoma ereditario Myriad Genetic Laboratories ND Celiac Disease DNA Genelex 445 US$ Hemochromatosis DNA Genelex 395 US$ MammaPrint® Rischio di metastasi in pazienti con carcinoma mammario Agendia ND FAMILION ® test Canalopatie cardiache comprese Sindrome QT Lungo (LQTS) e Sindrome di Brugada Clinical Data, Inc ND

MALATTIE COMUNI E MALATTIE RARE Prevalenza della malattia 1/2000 1/500 1/100 Soddisfazione del Bisogno min max

FARMACOGENETICA : OBIETTIVI  tollerabilità  efficacia  aderenza terapia  appropriatezza  efficienza sanitaria marcatori più efficaci per la predizione di efficacia e tollerabilità prescrizione e dosaggio individualizzati

FARMACI – MEDICINA GENERALE E MEDICINA SPECIALISTICA "…Ma nel 2015 avremo solo farmaci generici e farmaci costosi …”

FARMACI – MEDICINA GENERALE E MEDICINA SPECIALISTICA 2015 70% 30%

World Preview 2012 AREE TERAPEUTICHE NEL 2012

scienze e tecnologia … farmaci biologici e vaccini … farmacogenomica e farmacogenetica … EVOLUZIONE, MA AD UNA VELOCITÀ ASSAI PIÙ LENTA …..

la decrittazione del genoma umano cambia l'approccio alle malattie e alla salute Consente di prevedere una predisposizione alla malattia ( Medicina predittiva) e di proteggere la salute prima che sopraggiunga l'alterazione nella pratica clinica Si dovranno utilizzare le conoscenze della ricerca genetica, della medicina dei sistemi e della medicina molecolare, applicate al singolo paziente. Nei prossimi 10 anni cambierà più dell’80% delle conoscenze e dei metodi di diagnosi, terapia e soprattutto Prevenzione . E tutto questo e’ importante nella disabilita’ dove l’utilizzo di farmaci e’ spesso un altro grande handicapp per gli effetti indesiderati o reazioni crociate - . LA RIVOLUZIONE NELLE CONOSCENZE

Imaging in vivo: morfologica e funzionale imaging molecolare Terapie chirurgiche conservative e rispettose: dal massimo tollerabile al minimo necessario robotica trapianti Radioterapia protonterapia e adroterapia tomoterapia radiofrequenze e US radioisotopi veicolati Nanotecnologie diagnostica in vivo e in vitro Nuove terapie Nuove metodiche Microarrays Chips Genetica molecolare Terapia genica Cellule staminali GMP per terapie biologiche New drugs predizione di efficacia Terapie personalizzate Medicina rigenerativa ingegneria dei tessuti biomateriali integrativi o sostitutivi fattori di crescita CAMBIAMENTI FUTURI DELLA RIVOLUZIONE NELLE TECNOLOGIE BIOMEDICHE CON NUOVE POSSIBILITÀ DI DIAGNOSI E CURA

NUOVI STRUMENTI DELLA SCIENZA PER LA SALUTE Terapie biologiche, geniche, GMP Imaging Informatica Chimica Radioterapia avanzata Nano Tecnologie Statistica Chirurgia conservativa, robotica Genomica, proteomica... prevenzione diagnosi riabilitazione terapia

E TUTTO QUESTO STA NEI CENTRI DI RICERCA

Rete servizi sanitari CENTRI DI RICERCA E MEDICINA AVANZATA Servizi tecnologci di supporto Lab. Medicina Molecolare Lab. Nuovi farmaci GMP facility Unit à ricerca di base Unit à ricerca pre-clinica Unit à ricerca clinica Molecular imaging Centro di Medicina Avanzata e Molecolare Coordinamento core facilities

I PRINCIPALI CENTRI DI RICERCA IN MEDICINA NEL MONDO MILANO QUARANTA CENTRI DI RICERCA E MEDICINA AVANZATA NEL MONDO ED UNO IN ITALIA

IN ITALIA QUESTO CENTRO HA UNA SEDE A MILANO CON…

E SI CHIAMA CERBA ( C entro E uropeo di R icerca B iomedica A vanzata)

… .UNA DOVEROSA COMUNICAZIONE DI SERVIZIO EXTRA ATTUALE PER TUTTI ! E vitate il contagio della “psicosi” della nuova influenza tipo A H1-N1 detta Suina . Ma questa e’ un’altra storia !!!!!!

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