Despre IMAGene

Titlul proiectului: Modele epigenomice și de învățare automată pentru predicția cancerului pancreatic: dezvoltarea unui nou algoritm ce integrează biomarkeri clinici, omici, de metilare a ADN-ului și factori de mediu pentru detectarea precoce a cancerului de pancreas
Acronim: IMAGene

Cod proiect: ERANET-PERMED-IMAGene
Nr. contract: 274/2022
Unitate contractantă: UEFISCDI

Valoarea totală a contractului: 990 000 Lei
Durata contractului: 01/04/2022-31/12/2024
Instituția gazdă: Institutul Oncologic “Prof. Dr. Ion Chiricuță” , 34-36 Republicii, 400015 Cluj-Napoca, Romania, website: www.iocn.ro
Director de proiect: CSI Dr. Ovidiu Bălăcescu

Sumar

Cancerul pancreatic (PC) are cea mai scăzută rată de supraviețuire dintre toate cancerele din Europa, nefiind încă disponibile strategii de depistare precoce. Proiectul IMAGene va dezvolta, implementa și testa un algoritm de predicție al riscului de cancer (CRPA) pancreatic la subiecții asimptomatici cu risc ridicat (HR); va investiga potențialul biomarkerilor de metilare a ADN-ului de a îmbunătăți indicii de risc disponibili în prezent și va valida fezabilitatea utilizării biopsiilor lichide pentru detectarea precoce a cancerului la indivizi cu risc crescut.

Un eșantion de 170 de rude sănătoase de gradul întâi ale pacienților cu PC vor fi recrutați, iar factorii lor epidemiologici legați de riscurile PC vor fi evaluați prin interviuri inițiale. Subiecții vor primi vizite medicale și psihologice și vor fi supuși screening-ului pentru mutații germinale, analiza de metilare ADN și analiza RMN la momentul inițial.
Va fi realizată analiza biostatistică a datelor pentru a dezvolta algoritmi capabili să extragă profiluri de risc din datele biologice și imagistice. Toți subiecții incluși în studiu vor fi supuși unor examinări epigenetice și examen radiologic la 1 an după momentul inițial. Evaluarea stilului de viață, epidemiologic și psiho-decizional al participanților va fi realizată printr-un proces de monitorizare pe cei 3 ani de proiect.

Datele despre stilul de viață al subiecților HR vor fi corelate cu profilurile de metilare a ADN-ului. Toate datele colectate vor alimenta CRPA de învățare automată supravegheată. Presupunând că evaluarea riscului prin CRPA și profilul de metilare ADN permite o imbunătățire de două sau trei ori în depistarea precoce a suspiciunii de cancer la indivizii HR (comparativ cu rata de detectare a chisturilor pancreatice cu potențial malign observată la populația asimptomatică nestratificată, 9,3%), ne așteptăm la o rată de detecție a leziunilor suspecte de 20-25% în populația selectată.
Se va efectua o analiză cost-utilitate și o analiză etică detaliată. Pentru a atinge obiectivele propuse, în cadrul proiectului IMAGene se va adopta o abordare transnațională, pe mai multe niveluri, multidisciplinară și multi-metodologică.

Echipa

Director de proiect:
CSI Dr. Ovidiu Bălăcescu

Membri:
Prof. Dr. Tudor Ciuleanu
Prof. Dr. Calin Căinap
Prof. Dr. Andrada Seicean
Asist. Univ Dr. Andrei Roman
Conf. Dr. Adrian Trifa
Conf. Dr. Andreea Catana
CSI Dr. Loredana Bălăcescu
Sef Lucrări Dr. Cătălin Vlad
Dr. Florina Pop
Drd. Oana Baldașici
Asist lab. Claudia Lobonț

Obiective

Obiectivul principal:
Dezvoltarea/calibrarea/validarea unui algoritm comprehensiv de predicție a riscului de cancer (CRPA) pentru calcularea riscului de a dezvolta un cancer de pancreas (PC), care încorporează date “-omice”, imagistice, stil de viață/epidemiologice, pentru populația cu risc de PC;

Obiective secundare:

Furnizarea datelor care să arate că implementarea profilurilor de biomarkeri epigenetici în CRPA conduce la o îmbunătățire semnificativă a acurateței modelelor de predicție a riscului de cancer;

Validarea utilizării testării biomarkerilor epigenetici în biopsia lichidă urmată de examen radiologic ca instrument de diagnostic precoce al cancerului pancreatic la subiecții HR;

Monitorizarea proceselor psiho-comportamentale și decizionale ale subiecților;

Respectarea și analiza criteriilor ELSI.

Etape și activități

Etapa 1.
Dezvoltarea, antrenarea și calibrarea algoritmului de predicție a riscului PC (CRPA) și selectarea persoanelor cu risc ridicat; Analiza epigenetică pentru profilarea riscului și screening-ul cancerului de pancreas; Management de proiect.

• A1.1 Studiu de literatură pentru identificarea factorilor epidemiologici și a stilului de viață precum și a celor genetici și epigenetici ce pot contribui la apariția cancerului de pancreas.

• A1.2 Dezvoltarea și standardizarea chestionarelor și protocoaleloer de lucru; popularea bazei de date cu datele întregistrate în chestionarele individuale; stabilirea criteriilor de includere a grupului țintă; stabilirea protocoalelor de recoltare de probe biologice; dezvoltarea bazei de date cu persoanele HR eligibile pentru studiu.

• A1.3 Explorarea rolului factorilor epigenetici în biopsia lichidă ca posibili biomarkeri pentru depistarea precoce a cancerului pancreatic. Izolarea de ADN din biopsiile lichide, stocarea și trimiterea acestuia pentru analiza de metilare (Partea 1).

• A1.4 Dezvoltarea și standardizarea analizelor WB-MRI între parteneri (Partea 1).

• A1.5 Aprobarea comisiei de etică, stabilirea consimțămintelor a protocoalelor, ghidurilor și a normativelor necesare pentru implementarea proiectului de cercetare (Partea 1).

• A1.6 Aplicarea consimțământului informat și a protocoalelor asumate pentru dezvoltarea bazei de date a proiectului și a rolului ELSI în dezvoltarea medicinei personalizate.

• A1.7 Studiu de literatură pentru identificarea modalităților etice de transmitere și stocare a rezultatelor obținute. Validarea și aplicarea unor portocoale comune la nivelul consorțiului.

• A1.8 Participarea la intâlnirile on-line și on-site cu membrii consorțiului

Etapa 2.
Analiza RMN (WB-MRI) și analiza epigenetică pentru depistarea precoce a cancerului; Evaluarea stilului de viață, a profilurilor psiho-cognitive și a deciziilor indivizilor HR; Management de proiect

• A 2.1. Dezvoltarea bazei de date a proiectului prin includerea persoanelor HR în studiu și colectarea de probe biologice.

• A 2.2. Analize de metilare ADN la pacienți cu cancer de pancreas și persoane HR

• A 2.3. Integrarea datelor epigenetice în indexul de risc.

• A 2.4. Implementarea și uniformizarea protocoalelor pentru analizele RMN.

• A 2.5. Screening imagistic la subiecții cu risc ridicat.

• A2.6 Stabilirea și standardizarea chestionarelor pentru identificarea riscului individual perceput, a nivelului de stres, a profilului psiho-cognitiv a pacientilor HR.

• A2.7 Evaluare psihologică pre și post screening.

• A2.8 Stabilirea și furnizarea ghidurilor etice pentru diferitele faze ale proiectului.

• A2.9 Aspecte etice legate de utilizarea rezultatelor obținute și a utilizării. semnăturilor epigenetice ca markeri.

• A2.10 Diseminarea și comunicarea activităților.

Etapa 3.
Abordarea problemelor etice, juridice și sociale (ELSI); Analiza costurilor, utilității și a cerințelor pentru proiectarea de studii la scară largă; Management de proiect

• A 3.1. Detectarea precoce a PC pe baza datelor din biopsia lichidă.

• A 3.2. Integrarea datelor epigenetice în indexul de risc.

• A 3.3. Screening imagistic la subiecții cu risc ridicat.

• A 3.4. Evaluare psihologică pre și post screening.

• A 3.5. Informarea și obținerea consimțământului pentru programul de screening propus.

• A3.6 Aspecte etice legate de utilizarearezultatelor obținute și a utilizării semnăturilor epigenetice ca markeri.

• A3.7 Analiza costuri și beneficii, analiza utilității.

• A3.8 Diseminarea și comunicarea activităților.

Rezultate

Etapa 2022

În cadrul primei etape (2022) a proiectului IMAGENE au for incluse 8 activități, specifice colaborării cu partenerii din proiect, respectiv dezvoltarea biobăncii de probe biologice și a chestionarelor care vor fi utilizate pentru colectarea informațiilor necesare dezvoltării scorului de risc epidemiologic/algoritmului de predicție al riscului de cancer (ERS/CRPA) de pancreas. Împreună cu partenerii din consortiu, Institutul European de Cancer (IEO) din Italia, Institutul Catalan de Oncologie (ICO) din Spania, Centrul Universitar din Toulouse (CHUT), Franta și Pomeranian Medical University (PMU) din Polonia, au fost discutate și validate criteriile de includere a persoanelor (rude de grad I a pacienților cu cancer de pancreas) în studiul de cercetare. De asemenea, au fost discutate și validate aspectele legate de protocoalele de recoltare a probelor biologice, ținând cont de cerințe și de infrastructura de cercetare a fiecărui partener, fiind propusă ajustarea infrastructurii astfel încât condițiile de procesare a probelor de biopsie lichidă să fie identice pentru toți partenerii. O problemă importantă discutată cu specialiștii în domeniul radiologiei din consorțiu a fost stabilirea protocolului de evaluare imagistică prin RMN la nivelul intregului corp (WB-MRI), ținând cont de utilizarea unor aparate de RMN diferite între parteneri și de nevoia unor rezultate comparabile care să poată fi utilizate pentru validarea scorului de risc epidemiologic/algoritmului de predicție al riscului de cancer (ERS/CRPA). Alte aspecte analizate în cadrul acestor activități au fost legat de testările genetice și epigenetice ce urmează a fi realizate, precum și de abordarea psihologică în discuțiile cu persoanele investigate, respectiv condițiile etice de stocare și transmitere a datelor obținute.

Etapa 2023

În cadrul etapei a doua (2023) a proiectului IMAGENE au fost incluse 10 activității specifice ce au vizat dezvoltarea biobăncii proiectului și implementarea protocoalelor validate și aprobate. A fost obținută aprobarea Comisiei de Etică a IOCN pentru implementarea proiectului de cercetare și au fost identificate 40 de persoane prezumtiv sănătoase, rude de gradul I ale pacienților cu cancer de pancreas, eligibile pentru evaluările specifice din cadrul proiectului IMAGENE. Douzeci și unu de persoane au parcus toate etapele de evaluare imagistică, recoltare de probe de biopsie lichidă cu procesarea și stocara produșilor obținuți (plasma, buffy-coat), identificarea datelor asociate factorilor de risc și popularea bazei de date REDCap cu datele obținute. Un aspect important realizat în cadrul acestei etape, a constat în transferul de know-how legat de stabilirea și validarea parametrilor specifici, pentru analizele WB-MRI, pe infrastructura partenerului IOCN, sub îndrumarea unui specialist în domeniul analizelor RMN, din cadrul grupului de specialiști ai conducătorului acestui consorțiu, Institutul European de Oncologie (IEO) din Milano. Completarea chestioanarelor, pentru identificarea factorilor de risc pentru a dezvolta o patologie neoplazică, respectiv a factorilor de distres asociați evaluărilor genetice, epigentice și imagistice, asociate unui risc familial au fost realizate în prezența unui psiholog specialist. În cadrul proiectului IMAGENE s-a stabit că transferul de date și dezvoltarea unei baze de date a proiectului să se realizeze în REDCap (Research Electronic Data Capture). La nivelul consorțiului a fost stabilită o structură a codurilor pentru probele provenite de la fiecare partener, care va fi utilizată pentru încărcarea datelor fiecărui participant selectat. În cadrul acestei etape, a fost dezvoltată în REDCap o aplicație specifică proiectului IMAGENE, ținând cont de input-urile stabilite, de colectarea de date și de timpii de colectare, asociate dezvoltării scorului de risc epidemiologic/algoritmului de predicție a riscului de cancer (ERS/CRPA), respectiv a evaluării distresului emoțional asociat testării multiple, imagistice, genetice și epigenetice. Au fost discutate aspectele legate de nevoia utilizării unor date comparabile de genetică și epigenetică în dezvoltarea algoritmului de predicție a riscului de cancer (ERS/CRPA). S-a stabilit ca analiza probelor bologice să se realizeze unitar la nivelul consorțiului, cu testarea genetică în cadrul laboratorului Eurofines din Italia, respectiv analiza de metilare în cadrul unui laborator acreditat din Canada sau Polonia. Pre-procesarea și stocarea probelor, anterior analizelor de genetică și epigenetică se va realiza în cadrul Universității Lodz din Polonia, conform schemei stabilite la nivelul consorțiului. În cadrul unui studiu pilot, IOCN va implementa si valida testarea NGS pentru un panel extins de gene, destinat platformei Illumina, recent implementată în cadrul IOCN ca parte a transferului de know-how din partea consorțiului către IOCN.

Contact

Dr. Ovidiu Bălăcescu

  • Departament

    Laboratorul de Genomică Funcţională, Proteomică şi Patologie Experimentală

  • Instituția

    Institutul Oncologic “Prof. Dr. Ion Chiricuță”, 34-36 Republicii, 400015 Cluj-Napoca, România

  • Contact

    Tel: +40-264-590 638

    Fax: +40-264-439260

    E-mail: obalacescu@yahoo.com