RIEMERGERE DAL BUIO:
VISIONE ARTIFICIALE OGGI E DOMANI
Convegno Macula Today 2023
Riemergere dal buio: visione artificiale oggi e domani
Macula Today è il Convegno annuale organizzato dalla Macula & Genoma Foundation, Fondazione no profit che promuove la ricerca nell’ambito delle malattie oculari.
La Macula & Genoma Foundation si prefigge di promuovere una cultura della solidarietà sociale mediante la divulgazione e l’applicazione delle più recenti scoperte scientifiche, senza fini di lucro e senza barriere geografiche, sociali ed economiche.
Le finalità di Macula Today
Il Convegno ospita ogni anno eminenti esperti del settore dell’oftalmologia per presentare i dati delle loro ricerche, tra le più innovative a livello mondiale. L’evento è rivolto non solo agli oculisti ma anche ai pazienti e ai non addetti ai lavori, permettendo a tutti, mediante l’utilizzo di un linguaggio semplice e chiaro, ma scientificamente corretto, di entrare in diretto contatto con il mondo della ricerca più all’avanguardia. Il Macula Today permette di essere informati su nuove terapie e traguardi terapeutici già disponibili o che potrebbero diventare tali nel prossimo futuro.
I relatori di questa edizione
Quest’anno “Macula Today” ha il privilegio di ospitare quattro ricercatori provenienti da eminenti università e istituti di ricerca:
- Prof. Andrea Cusumano Ricercatore Università Tor Vergata di Roma, APL Professor Università di Bonn, Adjunct Associate Professor Weill Cornell Medical College, New York, Macula & Genoma Foundation, New York
- Prof. Benedetto Falsini Professore associato, Istituto di Oftalmologia, Università Cattolica Sacro Cuore e della Fondazione Policlinico Universitario A. Gemelli, Roma, Macula & Genoma Foundation, Roma
- Prof. Eduardo Fernández Università Miguel Hernández Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBER-BBN), Elche
- Prof. Emiliano Giardina Università Tor Vergata di Roma, Direttore Laboratorio di Medicina Genomica UILDM, Fondazione Santa Lucia, Roma
A chi è rivolto il convegno?
Macula Today è una preziosa opportunità di interscambio scientifico tra membri d’eccellenza della comunità oftalmologica internazionale impegnati nella lotta contro la cecità e presenta l’unicità di condividere il bagaglio di conoscenze e innovazioni con i diretti interessati.
Il Convegno è inoltre rivolto anche ai non “addetti ai lavori”, ai pazienti e ai loro familiari, agli oculisti, ai ricercatori di base, ai giornalisti scientifici e ai rappresentanti più attenti delle istituzioni nazionali ed internazionali.
Prof. Emiliano Giardina
Università Tor Vergata di Roma, Direttore Laboratorio di Medicina Genomica UILDM, Fondazione Santa Lucia, Roma
L'applicazione dell'intelligenza artificiale nella diagnosi e nella prevenzione della degenerazione maculare senile
Negli ultimi anni nel campo della genomica si è assistito ad una vera e propria rivoluzione che ha permesso di ottenere ed analizzare dati provenienti dal sequenziamento dell’intero genoma umano in pochissimo tempo. Infatti, l’elevatissima mole di dati proveniente da queste analisi genomiche si può avvalere di protocolli di intelligenza artificiale che permettono la programmazione e la progettazione di sistemi hardware e software in grado di eseguire percorsi decisionali. A tal proposito, l’oftalmologia rappresenta un esempio eccellente di come le recenti acquisizioni in campo genomico possano tradursi velocemente in strumenti clinici e diagnostici a beneficio dei pazienti. Il nostro gruppo di ricerca, ha di recente sviluppato un tool per la definizione e la gestione del rischio sia in soggetti affetti da degenerazione maculare senile sia in soggetti sani. Il nostro sistema va ad integrare fattori genetici e non-genetici stilando uno specifico profilo di rischio per singolo paziente. Il sistema consentirà di definire specifici percorsi diagnostici in grado di modificare e migliorare l’inquadramento clinico dei nostri pazienti.
Prof. Andrea Cusumano
Ricercatore Università Tor Vergata di Roma, APL Professor Università di Bonn, Adjunct Associate Professor Weill Cornell Medical College, New York
Lo studio PRIMAvera: primi impianti della protesi retinica PRIMA in Italia
PRIMAvera è il nome dello studio clinico multicentrico mirato a validare i parametri di sicurezza ed efficacia della protesi sottoretinica PRIMA, la più piccola e performante protesi sottoretinica realizzata ad oggi, progettata per restituire una visione utile alle persone che hanno perso la visione centrale a causa della degenerazione maculare legata all’età (AMD) di tipo atrofico giunta allo stadio terminale di atrofia geografica (AG). Lo studio PRIMAvera, realizzato in Italia grazie al Consorzio tra il Policlinico Tor Vergata (PTV) e il Presidio Britannico presso l’Azienda Ospedaliera San Giovanni Addolorata, supervisionato dal Ministero della Salute, intende ampliare i risultati già ottenuti dagli studi di fattibilità, con la finalità di ottenere per PRIMA la certificazione FDA e la marcatura CE necessarie per la commercializzazione e l’utilizzo nella pratica clinica.
I primi tre pazienti italiani, di 91, 84 e 86 anni, sono stati sottoposti alla chirurgia d’impianto di PRIMA nel mese di settembre scorso e proprio in questi giorni hanno iniziato la fase successiva del protocollo, che consiste nell’accensione della protesi e nell’inizio della riabilitazione visiva, che durerà circa 12 mesi. La riabilitazione è necessaria perché la stimolazione visiva che si ottiene grazie alla protesi sottoretinica è diversa da quella “naturale” e assomiglia a un insieme di puntini luminosi (fosfeni) il cui pattern permette al paziente di riconoscere gli oggetti “osservati”. I risultati di sicurezza ed efficacia verranno valutati a partire dai 6 mesi dopo l’impianto e saranno basati sulla variazione dell’acuità visiva (capacità di vedere e riconoscere forme, oggetti, numeri, lettere, parole e piccole frasi) e della qualità di vita dei pazienti.
Prof. Falsini Benedetto
Professore associato, Istituto di Oftalmologia, Università Cattolica Sacro Cuore e della Fondazione Policlinico Universitario A. Gemelli, Roma
Neuroprotezione delle cellule gangliari retiniche nel glioma della via ottica: risultati degli studi clinici di Fase I e II
I gliomi ottici pediatrici (POG) sono tumori cerebrali di basso grado caratterizzati da lenta progressione e perdita della vista invalidante. Attualmente non esiste una strategia per prevenire la perdita visiva correlata al POG. Precedenti studi del nostro gruppo (Falsini et al., 2016) hanno valutato gli effetti della somministrazione di colliri con fattore di crescita del nervo murino (m-NGF) in pazienti con disabilità visiva correlata a POG. In uno studio prospettico randomizzato, controllato con placebo, di fase II, in doppio cieco, in pazienti con POG stabile e grave perdita della visione, il trattamento con m-NGF ha portato a miglioramenti statisticamente significativi nella funzione visiva, come evidenziato da campi visivi e parametri elettrofisiologici oggettivi. A cinque anni dallo studio, non vi sono state evidenze di effetti collaterali correlati al trattamento con NGF. La ricerca attuale è focalizzata sull’applicazione clinica di un NGF umano ricombinante, indolore, hNGFp (Cattaneo et al., 2019), come strategia neuroprotettiva per i POG. Questa forma mutante di NGF ha una potenza neurotrofica identica a quella del NGF di tipo selvatico ma un’attività di sensibilizzazione al dolore dieci volte inferiore (Malerba et al 2015, Plos Uno). Inoltre, hNGFp è un agonista influenzato da TrkA, in quanto esso lega e attiva efficacemente TrkA, con un’affinità di legame identica a quella di hNGF, mentre la sua affinità di legame con p75NTR è fortemente ridotta (Covaceuszach et al, 2010, Biochem. Biophys. Res. comun.). Queste proprietà rendono hNGFp un candidato terapeutico ideale per un approccio neuroprotettivo alla neurodegenerazione, privo delle insidie mostrate dal NGF di tipo selvatico. Questo progetto è stato approvato e patrocinato dal Ministero della Salute, RF 2019. Lo scopo di questo nuovo studio clinico randomizzato di fase 1b/2a è quello di valutare la sicurezza e l’efficacia della somministrazione di dosi multiple di collirio hNGFp CHF6467 sulla funzione visiva di bambini o giovani adulti con gliomi ottici pediatrici, associati o meno a neurofibromatosi di tipo 1. Lo studio includerà una serie di valutazioni sia della funzionalità che della morfologia dei percorsi ottici, utilizzando tecniche di elettrofisiologia e di risonanza magnetica (MRI) del cervello. La comparazione sarà fatta con una preparazione placebo a base di una soluzione salina fisiologicamente equilibrata. L’endpoint primario sarà il raggio più grande (il più grande) del campo visivo misurato in gradi di angolo visivo mediante perimetria cinetica secondo Goldmann con obiettivo V/4e.
Gli Endpoint secondari sono: acuità visiva, elettroretinogrammi (ERG) Ganzfeld, potenziali visivi evocati (VEP) e lo studio delle fibre nervose con tomografia a coerenza ottica (OCT) (Falsini et al., 2016). I risultati aiuteranno a capire se un approccio che mira alla degenerazione delle cellule gangliari retiniche può essere sicuro ed efficace per il trattamento della perdita della visione associata a POG.
Prof. Emiliano Giardina
Università Tor Vergata di Roma, Direttore Laboratorio di Medicina Genomica UILDM, Fondazione Santa Lucia, Roma
La genetica oculare nell’era dell’intelligenza artificiale: prove di futuro
L’incursione dell’intelligenza artificiale (IA) nel campo della genetica oculare segna una svolta epocale, promettendo una rivoluzione sia nella ricerca che nella pratica clinica. Utilizzando algoritmi avanzati, l’IA può identificare pattern nascosti nei dati genetici, facilitando l’interpretazione clinica e accelerando la diagnosi. Inoltre, l’IA può offrire nuove prospettive nell’identificazione di biomarcatori specifici per malattie retiniche, migliorando sia la personalizzazione del trattamento che le strategie preventive. L’Intelligenza artificiale non deve e non può sostituirsi all’inquadramento clinico e genetico tradizionale ma offre opportunità immense nel campo della ricerca biomedica ed applicata. Lo sviluppo di nuovi farmaci può trarre grandi benefici grazie alla capacità di simulare attraverso l’intelligenza artificiale le interazioni molecolari e prevedere l’efficacia di potenziali trattamenti. Un esempio concreto di questa innovazione è offerto dalla retinite pigmentosa, dove l’IA ha contribuito a identificare varianti genetiche precedentemente non riconosciute, aprendo la strada a terapie mirate. Lo studio dell’interazione tra i diversi geni, il ruolo dei meccanismi di regolazione epigenetici, la variabilità molecolare a livello di singola cellula impongono un nuovo modello di studio della genomica di patologie retiniche. L’intelligenza artificiale e la fantasia dei ricercatori può trasportarti in una nuova generazione della medicina i cui confini rimangono tuttora inesplorati.
Prof. Andrea Cusumano
Ricercatore Università Tor Vergata di Roma, APL Professor Università di Bonn, Adjunct Associate Professor Weill Cornell Medical College, New York Macula & Genoma Foundation, New York
Visione artificiale: impianto di microchip sottoretinico nell'atrofia geografica ( GA)
Il microchip sottoretinico PRIMA è stato impiantato in tre pazienti italiani nell’ambito dello studio clinico multicentrico PRIMAvera, a cui l’Italia partecipa grazie al Consorzio tra l’Università di Roma Tor Vergata e il Presidio Britannico di Roma. PRIMA è stato progettato per il recupero di una visione utile nei pazienti affetti da atrofia geografica (GA), lo stadio terminale della degenerazione maculare legata all’età di tipo atrofico, e permette un ripristino visivo significativo nel quadro del recupero dell’autonomia del paziente. Lo studio PRIMAvera mira ad ampliare e approfondire i dati riguardanti la sicurezza e l’efficacia del microchip PRIMA e se tali dati confermeranno gli esiti ottenuti dai primi studi clinici condotti in Francia e negli Stati Uniti, il dispositivo medico dovrebbe poter ottenere il marchio CE necessario per il suo utilizzo nella pratica clinica. Il gruppo di ricerca italiano, guidato dal Prof. Andrea Cusumano, ha eseguito con successo l’impianto di PRIMA in tre pazienti di 84, 86 e 91 anni e i risultati ottenuti dopo la chirurgia, in particolare in seguito alla riabilitazione visiva prevista dal protocollo, sono stati in grado di migliorare l’autonomia funzionale e, in alcuni casi, di passare dalla non percezione di luce nell’area retinica centrale alla capacità di lettura.
Prof. Eduardo Fernández
Università Miguel Hernández Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBER-BBN), Elche
Verso un'avanzata neuroprotesi visiva corticale per i non vedenti: prove preliminari sull'uomo
Eduardo Fernández. Bioengineering Institute. University Miguel Hernández (Spain)
Cortical prostheses are a subgroup of visual neuroprostheses capable of evoking visual percepts in profoundly blind people through direct electrical stimulation of the occipital cortex. This approach may be the only treatment available for blindness caused by glaucoma, end-stage retinitis pigmentosa, optic atrophy, trauma to the retinas and/or optic nerves or by diseases of the central visual pathways such as brain injuries or stroke. We will present our recent results regarding the implantation and explantation of intracortical microelectrodes in three blind volunteers (ClinicalTrials.gov identifier NCT02983370). Microstimulation evoked simple and complex phosphenes at stable locations in visual space. The evoked perceptions allowed the participants to identify some letters, recognize object boundaries, and were of significant help in performing orientation and mobility tasks. No adverse effects have been reported to date. These results demonstrate the safety and efficacy of intracortical microstimulation via a large number of electrodes in humans, and suggest that several arrays of penetrating electrodes might form the basis for a cortically based solution for sight restoration in some individuals with profound blindness. However, there are still a relevant number of open questions, and more experiments should be done to achieve the clinical goals envisioned by this technology.
Prof. Falsini Benedetto
Professore associato, Istituto di Oftalmologia, Università Cattolica Sacro Cuore e della Fondazione Policlinico Universitario A. Gemelli, Roma Macula & Genoma Foundation, Roma
Rimodellamento della retina interna nelle degenerazioni retiniche ereditarie: un nuovo target terapeutico?
Il rimodellamento della retina è una conseguenza di molte malattie degenerative della retina caratterizzate dalla morte progressiva dei fotorecettori. Il rimodellamento della retina comporta una serie di processi patologici complessi, costituiti dalla degenerazione e morte dei fotorecettori, nonché dalla riprogrammazione e dal “ricablaggio” delle cellule retiniche. Questo ricablaggio altera i circuiti neurali della retina che sono centrati sulle connessioni sinaptiche e portano alla morte diffusa delle cellule retiniche. Il rimodellamento retinico, in particolare il rimodellamento retinico interno, è il principale fattore che limita l’efficacia di varie strategie di trattamento, inclusa la terapia cellulare; quindi, è importante chiarire i meccanismi coinvolti nel rimodellamento retinico durante la degenerazione retinica. La microglia è costituita dalle cellule immunitarie dominanti nella retina. Le cellule della microglia monitorano il microambiente retinico, si attivano in seguito a lesioni o degenerazione della retina, hanno potenti capacità di fagocitosi e svolgono un ruolo critico nella potatura sinaptica durante lo sviluppo del sistema neurale centrale. Analogamente, è stato scoperto che le cellule della microglia partecipano all’eliminazione degli elementi sinaptici in modo complemento-dipendente nel modello classico della retinite pigmentosa (RP), nei ratti del Royal College of Surgeons (RCS), e ritardano la formazione della neuritogenesi ectopica e il deterioramento della funzione visiva durante la degenerazione retinica. Poiché la ricerca precedente sulla microglia si è raramente concentrata sul rimodellamento sinaptico durante la degenerazione retinica, è necessario rivalutare i meccanismi microgliali coinvolti nel rimodellamento retinico, al fine di progettare composti mirati alla microglia e al rimodellamento retinico che potrebbero essere promettenti strategie terapeutiche per il trattamento delle degenerazioni retiniche ereditarie.
