Sollevare il tesoro di dati

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I ricercatori biomedici utilizzano metodi innovativi per monitorare l’effi
I ricercatori biomedici utilizzano metodi innovativi per monitorare l’efficacia delle terapie antitumorali. Le strisce blu, verdi e gialle mostrano i risultati del sequenziamento del DNA.
Il centro di ricerca LOOP di Zurigo crea una piattaforma centrale per lo scambio di dati sanitari tra l’Università di Zurigo, il Politecnico di Zurigo e i quattro ospedali universitari. In modo che i dati possano essere utilizzati rapidamente e facilmente a beneficio dei pazienti.

Quando un paziente è in terapia intensiva, numerosi dispositivi monitorano il suo stato di salute. Nel frattempo, può essere effettuata una risonanza magnetica e, nel frattempo, vengono analizzati campioni di sangue in laboratorio. Il tutto con l’obiettivo di fornire il miglior trattamento possibile. Nel processo, ogni persona in un’unità di terapia intensiva accumula circa 20 MB di dati al giorno, in situazioni particolari si raggiungono anche i 100 GB: una quantità enorme, che corrisponde a circa la dimensione del file di un film cinematografico di un’ora.

Se i pazienti acconsentono all’uso di questi dati per la ricerca medica, sarà entusiasmante. Soprattutto quando è possibile analizzare una grande quantità di dati, diventano visibili i modelli di sviluppo delle malattie e di efficacia delle terapie. I metodi di intelligenza artificiale vengono utilizzati sempre più spesso e stanno creando le basi per lo sviluppo di trattamenti personalizzati, cioè studiati su misura per ogni singola persona. "I big data sono una base importante per la medicina di precisione", afferma Beatrice Beck Schimmer, direttore della University Medicine di Zurigo.

Più dati, più conoscenza

Viene utilizzato anche questo tesoro di dati? Qual è la situazione nei quattro ospedali universitari di Zurigo, ossia l’Ospedale universitario di Zurigo, l’Ospedale pediatrico universitario di Zurigo, l’Ospedale universitario di Balgrist e l’Ospedale psichiatrico universitario? "Non stiamo ancora sfruttando a sufficienza l’enorme potenziale dei dati", è convinta Beatrice Beck Schimmer.

Il problema: oggi ogni ospedale utilizza il proprio sistema informatico. I dati dei pazienti non sono compatibili con altri sistemi e non possono essere scambiati tra ospedali e utilizzati per progetti di ricerca interospedalieri. Non esiste un’infrastruttura digitale comune. I singoli ospedali, inoltre, a volte non dispongono dell’infrastruttura necessaria per gestire grandi quantità di dati.

Una piattaforma per tutti

Ora è in vista una soluzione a questo problema. Il centro di ricerca The LOOP Zurich - un’iniziativa congiunta dell’UZH, del Politecnico di Zurigo e dei quattro ospedali universitari - vuole costruire una piattaforma informatica biomedica (BMIP) entro il 2025. Il LOOP è stato incaricato dal Centro Medico Universitario di Zurigo (UMZH), per il quale il governo del Cantone di Zurigo ha fornito i fondi necessari. In questo modo si creerà un sistema centrale di gestione dei dati presso il centro di ricerca di Zurigo. "L’obiettivo è garantire uno scambio di dati efficiente e semplice per tutti i ricercatori coinvolti. Si tratta di una base importante per lo sviluppo a lungo termine di Zurigo come centro medico", afferma Michael Krauthammer, specialista in informatica medica presso l’UZH e co-progettista della piattaforma di biomedicina.

Il secondo responsabile del progetto per il Politecnico di Zurigo è l’informatico biomedico Gunnar Rätsch. Da un lato, il suo gruppo sta sviluppando algoritmi di intelligenza artificiale che imparano dai dati biomedici e possono essere utilizzati per ottenere nuove conoscenze. D’altra parte, stanno lavorando su metodi per analizzare grandi insiemi di dati genomici o medici.

I quattro ospedali universitari coinvolti invieranno alla nuova piattaforma i dati raccolti per ogni progetto di ricerca. Lì, tutti i dati saranno uniti, archiviati e armonizzati, cioè messi in un formato che consenta lo scambio tra i singoli ospedali. Anche le biobanche esistenti, che contengono tra l’altro preziosi dati sui pazienti provenienti da campioni di tessuto, saranno integrate nella piattaforma. La soluzione centrale sarà anche molto più economica. Ai dati presenti sulla piattaforma si applicano gli stessi rigorosi requisiti di protezione dei dati degli ospedali.

Ritorno alla clinica

La piattaforma informatica biomedica non solo consentirà l’archiviazione e lo scambio di dati, ma anche lo sviluppo e l’applicazione in rete dell’intelligenza artificiale. Ad esempio, gli algoritmi di un progetto dell’USZ potranno essere utilizzati anche a Balgrist. Perché la piattaforma non è una strada a senso unico. I dati e gli algoritmi possono anche essere esportati agli ospedali. Per tornare all’esempio del reparto di terapia intensiva: Tali algoritmi possono essere utilizzati, ad esempio, per rilevare precocemente un deterioramento della salute e avviare misure adeguate. Gli algoritmi sviluppati sulla piattaforma possono anche essere applicati direttamente alle apparecchiature del reparto di terapia intensiva.

Pronti per una soluzione a livello nazionale

La piattaforma di Zurigo sarà conforme agli standard attualmente in fase di sviluppo nell’ambito della Rete sanitaria personalizzata svizzera (SPHN). Questa iniziativa federale mira a consentire uno scambio di dati sanitari a livello nazionale per la ricerca. In futuro, la piattaforma informatica di Zurigo potrà essere integrata direttamente nella soluzione nazionale tramite un’interfaccia e potrebbe diventare un modello nazionale per la ricerca centrata sui dati. Contribuirà inoltre alla collaborazione di ricerca interdisciplinare tra ingegneria, medicina e informatica.

"Un’infrastruttura comune per lo scambio di dati tra università e ospedali è importante per l’assistenza medica a Zurigo e in Svizzera", afferma Christian Wolfrum, vicepresidente del Politecnico di Zurigo per la ricerca, "grandi insiemi di dati biomedici, come quelli già esistenti negli Stati Uniti, sono indispensabili anche per la nostra ricerca di base, al fine di identificare in modo affidabile le cause delle malattie e sviluppare approcci terapeutici personalizzabili per i pazienti."

Infine, la piattaforma informatica biomedica andrà a beneficio dei pazienti. I suoi dati permetteranno di migliorare la diagnosi e il trattamento di numerose malattie, in modo che i pazienti ricevano il trattamento più efficace e basato sulle prove.

Questa è una versione leggermente modificata di un articolo apparso su UZH News. Adrian Ritter è un giornalista freelance.