Archivio mensile:Gennaio 2010

Aneurisma cerebrale

Mayo Clinic e IBM migliorano la diagnosi tempestiva dell’ aneurisma cerebrale

Prevenire la rottura letale di vasi sanguigni nel cervello è l’obiettivo di un nuovo progetto della Mayo Clinic per aiutare i radiologi a diagnosticare gli aneurismi con una rapidità e precisione di gran lunga superiori a quelli attuali. Il nuovo metodo utilizza tecniche analitiche sviluppate dalla collaborazione tra Mayo e IBM, Medical Imaging Informatics Innovation Center, e ha dimostrato un tasso di precisione del 95 per cento nell’individuazione degli aneurismi, rispetto al 70 per cento dei metodi tradizionali. I risultati del progetto sono stati riportati nel Journal of Digital Imaging (pubblicato online il 24 novembre 2009).

Il progetto, che ha già salvato la vita a numerose persone, ha esaminato più di 15 milioni di immagini di migliaia di pazienti da quando è stato avviato ai primi di luglio. Utilizza una tecnologia che abbina diagnostica per immagini avanzata e analisi dei dati per evidenziare probabili aneurismi per una diagnosi precoce. Questo aiuta i radiologi a identificare gli aneurismi prima che causino un’emorragia cerebrale o un danno neurologico. In futuro, Mayo Clinic prevede di utilizzare lo stesso approccio per altri test diagnostici come la diagnosi del cancro o di anomalie dei vasi in altre parti del corpo.

“Questo programma completamente automatico è importante perchè aiuta i radiologi a individuare gli aneurismi negli esami di angio-risonanza magnetica,” ha dichiarato il dott. Bradley Erickson, radiologo della Mayo nonché senior author dello studio e condirettore del Medical Imaging Informatics Innovation Center alla Mayo Clinic.

Una persona su 50 negli Stati Uniti presenta un aneurisma non rotto — la dilatazione di un’arteria causata da un’anomalia della parete del vaso sanguigno — e circa il 40 per cento di tutte le persone che sono vittime della rottura di un aneurisma cerebrale muore a seguito di questo evento.
Solitamente, un paziente con sospetto aneurisma cerebrale dovuto a ictus, lesione traumatica o anamnesi familiare dovrebbe essere sottoposto a un esame invasivo con l’impiego di un catetere che inietta del liquido di contrasto nel corpo, una tecnica che presenta rischi di complicanze neurologiche. Per migliorare il processo di diagnosi utilizzando la tecnologia di imaging con angio-risonanza magnetica non invasiva, Mayo Clinic e IBM hanno collaborato a creare i cosiddetti “automatic reads” che eseguono algoritmi diagnostici subito dopo la scansione.
Una volta acquisite, le immagini vengono inviate automaticamente ai server del Medical Imaging Informatics Innovation Center di Mayo e IBM che si trovano nel campus di Mayo a Rochester, una struttura di ricerca collaborativa che abbina computing avanzato ed elaborazione delle immagini per fornire un’analisi delle immagini più veloce e accurata. Questi algoritmi allineano e analizzano le immagini per individuare ed evidenziare potenziali aneurismi — compresi quelli molto piccoli, inferiori a 5mm — in modo che radiologi specializzati possano condurre un’analisi ulteriore e definitiva.
Dal momento in cui un’immagine viene catturata fino al momento in cui è pronta per essere letta da un radiologo, spesso vi è una finestra temporale di soli 10 minuti. In questi 10 minuti, il nuovo workflow è in grado di identificare le immagini che escono dagli scanner e di inviare quelle relative alla testa e al cervello attraverso il workflow speciale, che esegue poi una rilevazione automatica degli aneurismi. In media, questo può avvenire nel giro di pochi minuti, migliorando l’efficienza e facendo risparmiare tempo prezioso ai radiologi e, soprattutto, consentendo una diagnosi più rapida che è importante soprattutto nel caso di un aneurisma grave.

“Il nostro lavoro congiunto con la Mayo Clinic su questo progetto sfrutta la competenza di IBM nell’high performance computing e la applica alle tecniche analitiche in campo sanitario, permettendoci di rimuovere parte delle barriere in termini di tempo ed efficienza, per rendere la diagnostica per immagini uno strumento di screening preventivo ancora più prezioso. Consentire un ampio accesso a questa capacità attraverso la fornitura di servizi cloud è il passo successivo naturale,” ha dichiarato Bill Rapp, CTO IBM di Healthcare and Life Sciences e condirettore del Medical Imaging Informatics Innovation Center.

Il sistema di diagnosi degli aneurismi utilizza un algoritmo sviluppato dai ricercatori della Mayo che viene eseguito su IBM WebSphere Process Server per modellare e orchestrare il workflow automatizzato. Le immagini sono memorizzate su IBM DB2 for Linux e Windows data service e la logica workflow gira su IBM System x servers e IBM storage.

Per saperne di più su IBM, visitate il sito:

www.ibm.com/think


Accordo di collaborazione Università di Urbino – Agilent Technologies

Agilent Technologies, il più grande gruppo industriale di strumentazione scientifica, con sede a Santa Clara in California, ha di recente rinnovato l’accordo di collaborazione con il Prof. Achille Cappiello, coordinatore del Laboratorio di Cromatografia Liquida-Spettrometria di Massa del Dipartimento di Scienze Geologiche, Tecnologie Chimiche e Ambientali, per lo sviluppo industriale di una nuova strumentazione per l’analisi chimica. L’accordo prevede la cessione in comodato d’uso di nuove ed avanzate apparecchiature, per un valore di circa 750.000 Euro.

Il gruppo di ricerca del Prof. Cappiello già da diversi anni sta mettendo a punto e studiando una particolare strumentazione che permette di determinare la presenza e la quantità di sostanze quali, ad esempio, farmaci, ormoni o inquinanti, in diversi tipi di campioni di origine (sangue, tessuti, acqua, terreno, ecc.). A differenza di quanto disponibile attualmente sul mercato, la strumentazione sviluppata a Urbino consente di effettuare le analisi in un tempo minore, con costi più contenuti e attraverso procedure più semplici. I risultati di questa ricerca sono stati oggetto di numerose pubblicazioni sulle più prestigiose riviste del settore.

E’ motivo di grande soddisfazione che questa ricerca abbia suscitato l’interesse e la collaborazione di un grande gruppo quale Agilent Technologies, in un settore di studio in cui c’è una fortissima concorrenza a livello internazionale da parte di Università e industrie.

Per ulteriori informazioni:

Prof. Achille Cappiello
Laboratorio Cromatografia Liquida – Spettrometria di Massa
Dip. di Scienze Geologiche, Tecnologie Chimiche e Ambientali
Università degli Studi di Urbino “Carlo Bo”
Piazza Rinascimento 6
61029 Urbino, Italy
0722-303344
achille.cappiello@uniurb.it


Biochimica: scoperte su Alzheimer e Parkinson

Alzheimer e Parkinson: passi avanti nella ricerca biochimica per capire l’origine delle patologie

Su “Nature Chemical Biology” studio di ricercatori dell’ateneo
Scoperti elementi strutturali della tossicità alla base di malattie di forte impatto sociale come l’Alzheimer, il Parkinson e di altre patologie non neurodegenerative come l’amiloidosi . E’ il risultato di uno studio appena pubblicato online sulla prestigiosa rivista scientifica Nature Chemical Biology e realizzato da un team di ricercatrici e ricercatori del Dipartimento di Scienze biochimiche, guidato da Fabrizio Chiti (“A causative link between the structure of aberrant protein oligomers and their toxicity”).

Al lavoro, condotto principalmente dalla giovane studentessa di dottorato di ricerca Silvia Campioni, hanno partecipato in maniera significativa anche i gruppi di ricerca di Cristina Cecchi, sempre del Dipartimento di Scienze biochimiche, e di Annalisa Relini (Dipartimento di Fisica dell’Università di Genova).

“Malattie come l’Alzheimer, il Parkinson o l’Amiloidosi – spiega Fabrizio Chiti – sono dovute all’incapacità di una ben precisa proteina del nostro organismo a rimanere solubile e funzionale: si creano, perciò, degli aggregati, detti «fibrille amiloidi», che si accumulano in tessuti dal ruolo chiave come ad es. il cervello. Prima di diventare aggregati fibrillari maturi, però -continua Chiti – l’aspetto è quello di aggregati intermedi, detti «oligomeri». Sono essi i veri responsabili delle patologie e risultano molto difficili da identificare e studiare perchè sono instabili e hanno struttura eterogenea”.

I risultati della ricerca hanno per la prima volta fatto luce sulle caratteristiche strutturali degli oligomeri. Lavorando con una proteina modello è stato possibile formare due tipi di oligomeri, entrambi stabili e studiabili: un tipo tossico nei confronti di cellule in coltura e un altro tipo che invece appare benigno. Un metodo altamente innovativo ha consentito di fornire informazioni a livello molecolare, permettendo di identificare le principali differenze strutturali tra i due tipi di oligomeri, sottolineando, quindi, i fattori responsabili della loro tossicità.

“Studiare a livello molecolare gli oligomeri – ha commentato Chiti – apre importanti orizzonti sul meccanismo che sta all’origine di queste malattie e permette di identificare nuovi bersagli per l’intervento terapeutico. Sulla strada aperta dalla nostra ricerca di base si può sviluppare la ricerca farmacologica. Per dirla con un’immagine, stiamo preparando il terreno dove costruire l’edificio della prevenzione e della cura”.

La ricerca è stata segnalata da Fabrizio Chiti, Dipartimento di Scienze Biochimiche, fabrizio.chiti@unifi.it  

www.unifi.it