Intelligenza artificiale e malattie rare del fegato: la ricerca d’avanguardia tra dati sintetici e digital pathology
L’IA apre nuove possibilità per studiare e diagnosticare le malattie rare del fegato. All’Humanitas si sta lavorando su registri internazionali e algoritmi per generare dati sintetici e migliorare la capacità diagnostica. Ana Lleo racconta a che punto sono i progetti su epatite delta, colangite biliare primitiva e tumori delle vie biliari.
Alle malattie rare del fegato si applicano oggi due filoni di ricerca sull’intelligenza artificiale profondamente diversi tra loro: uno lavora sui dati clinici, l’altro sulle immagini istologiche.
A raccontarli è Ana Lleo, professoressa ordinaria di Medicina interna all’Humanitas University, direttrice della Scuola di specializzazione in Medicina interna e vice presidente del corso di laurea MEDTEC, sviluppato in collaborazione con il Politecnico di Milano.
Dati sintetici: estrapolare numeri per malattie rare
Il primo filone riguarda la generazione di dati sintetici, sviluppata dal suo team in collaborazione con Matteo Della Porta, che ha competenze specifiche in questo campo (leggi qui): ematologo di Humanitas, è responsabile dell’Unità Leucemie (qui abbiamo parlato di come IA e gemelli digitali possono rivoluzionare la cura delle leucemie).
Il problema di partenza è quello tipico delle malattie rare: nel processo di approvazione dei farmaci è difficile reclutare un numero di pazienti sufficientemente ampio da rendere solidi gli studi, in particolare nelle fasi 3 e 4, quando le terapie vanno confermate su casistiche più larghe.
«L’idea è quella di incrociare i registri di malattia – a partire dal registro nazionale delle malattie autoimmuni e di una registro internazionale sull’epatite delta – per generare, a partire da quei dati reali, dati sintetici» racconta Lleo. «Il nostro studio dimostra che i dati sintetici riproducono fedelmente i dati dei pazienti. L’obiettivo, almeno per ora, non è sostituire il braccio placebo negli studi clinici, ma aumentare la numerosità campionaria in modo da ridurre il numero di pazienti che devono ricevere il placebo invece della terapia».
Il progetto guarda a due malattie in particolare: l’epatite cronica delta virale, rara, e la colangite biliare primitiva. Entrambe, se non trattate, hanno una prognosi non favorevole.
Per l’epatite delta la collaborazione è con il Policlinico di Milano (in particolare con Pietro Lampertico), mentre per la colangite biliare primitiva il riferimento è il registro nazionale della malattia. Il gruppo è al momento in attesa di un’eventuale pubblicazione sui risultati.
Digital pathology: l’IA che legge le biopsie
Il secondo filone, la digital pathology (cioè il processo attraverso cui il vetrino istologico viene scansionato, producendo un’immagine digitale ad alta risoluzione che può essere visualizzata e analizzata al computer, anche con algoritmi di IA), è per ora confinato alla ricerca: nella pratica clinica di routine non esiste ancora nulla di applicativo, ma secondo Lleo gli sviluppi clinicamente rilevanti potrebbero arrivare nel giro di poco tempo.
«Il terreno più promettente sono ancora le malattie rare» spiega Lleo. «Humanitas è centro di riferimento per le malattie rare del fegato e dispone quindi di anatomopatologi con un’esperienza istologica che non tutti gli ospedali possono avere. Da qui l’idea di sviluppare un algoritmo di IA in grado di identificare in modo automatizzato, sulle biopsie epatiche, tratti di malattie rare non semplici da riconoscere».
Un esempio concreto riguarda le malattie autoimmuni del fegato: distinguere una colangite biliare primitiva “pura” da una sua variante che presenta anche tratti di epatite autoimmune è un compito complesso anche per un patologo molto esperto, ma cruciale, perché i due quadri richiedono trattamenti molto diversi. Su questo tema Lleo ha partecipato a uno studio coordinato dal Policlinico di Monza, per generare un algoritmo di IA capace di operare proprio questa distinzione. I risultati preliminari sono positivi, ma la casistica iniziale era ancora limitata e servono numeri più ampi per validare lo strumento.
«Per questo, sempre con Monza, stiamo ora costruendo un registro internazionale di digital pathology, che permetta di validare – e se necessario migliorare – l’algoritmo su scala internazionale. Io personalmente sono chair del gruppo di ricerca internazionale sull’epatite autoimmune e stiamo coinvolgendo centri di tutto il mondo: al momento il registro conta circa mille pazienti, utilizzati per validare e valutare lo score iniziale. Per le malattie rare – sottolinea Lleo – questo approccio internazionale e “in rete” è indispensabile».
Oltre il fegato: tumori rari delle vie biliari e i prossimi progetti
Il gruppo ha inoltre partecipato a uno studio di digital pathology sul tumore delle vie biliari. «Lo studio si inserisce nel registro europeo ENSCCA dedicato a questa neoplasia rara, che per essere studiata richiede la messa in comune di un numero elevato di casi provenienti da più paesi» spiega Lleo.
Il registro istologico di riferimento è coordinato da Guido Carpino, dell’Università La Sapienza di Roma, e la collaborazione ha portato a un algoritmo di IA che integra dati radiomici e dati istologici per distinguere i tumori che originano dai dotti biliari piccoli da quelli che originano dai dotti più grossi: due entità diverse, con prognosi diversa. «Si tratta di risultati preliminari, ma è la prima volta che si dispone di dati così strutturati su questo tumore».
Il gruppo guarda già al prossimo passo: è aperta una call della Commissione Europea per finanziare progetti su dati sintetici e digital twins applicati ai tumori rari. E Humanitas parteciperà, sempre sul fronte del colangiocarcinoma, all’interno di una cordata europea.
Keypoints
- Incrociando i registri italiani delle malattie rare si generano dati sintetici per aumentare la numerosità del campione negli studi clinici, senza sostituire per ora il placebo. Al centro epatite delta cronica e colangite biliare primitiva.
- Digital pathology: ancora confinata alla ricerca, punta a un algoritmo capace di riconoscere sulle biopsie epatiche i tratti delle malattie rare più difficili da diagnosticare, come le varianti con epatite autoimmune.
- Con il Policlinico di Monza è in costruzione un registro internazionale di digital pathology, già a quota mille pazienti, per validare l’algoritmo su scala globale.
- Uno studio 2025 nel registro europeo ENSCCA ha applicato l’IA (dati radiomici + istologici) al tumore raro delle vie biliari, distinguendo forme diverse per prognosi.
- Prossimo passo: una call europea per dati sintetici e digital twin sui tumori rari, a cui Humanitas parteciperà con una cordata europea sul colangiocarcinoma.
Fonte: innlifes.com
