Coronavirus: il Dipartimento di Oncologia Sperimentale e i laboratori di ricerca italiani si offrono per eseguire più test (Coronavirus: the Department of Experimental Oncology and Italian research laboratories offer their help to run more tests)

Back to list Mar 25, 2020

Aumentare i test è critico per interrompere la catena di contagio. I laboratori di ricerca di tutta italia si mettono a disposizione

 

I laboratori di ricerca italiani uniti in rete possono contribuire a fermare l’accelerazione della pandemia COVID-19. Con una lettera aperta al Presidente del Consiglio e ai Governatori delle Regioni rappresentanti della comunità scientifica italiana hanno proposto un piano d’azione nazionale anti-contagio che vede il consenso compatto della maggioranza dei direttori degli IRCCS e dei principali Istituti di Ricerca Biomedica nonché di una larga fascia degli scienziati con competenze di biologia molecolare e biotecnologie del nostro Paese. Risorse intellettuali e competenze tecnologiche di alto livello per l’esecuzione dei test diagnostici per l’identificazione del virus sono disponibili su tutto il territorio nazionale da subito e a costo di personale e attrezzature pari a zero, e quindi senza imporre ulteriori aggravi in un paese già allo stremo.

Ecco una sintesi dell’idea e la proposta: i modelli matematici delle curve di contagio e le analisi dirette sulle popolazioni colpite indicano l’esistenza di una percentuale di soggetti asintomatici o con sintomi lievi molto elevata sul totale dei contagiati. È stimato che queste infezioni non documentate abbiano una potenzialità di contagio per individuo pari a circa la metà rispetto alle infezioni documentate clinicamente. Pertanto i soggetti non sintomatici o lievemente sintomatici non solo non sono innocui dal punto di vista della diffusione del contagio, ma di fatto rappresentano la sorgente principale di disseminazione del virus nella popolazione. Appare quindi evidente come l’identificazione precoce di casi asintomatici o paucisintomatici e l’immediato isolamento degli stessi e dei contatti diretti possano consentire un’efficace riduzione della diffusione dell’epidemia.

Pertanto le attuali strategie di contenimento basate sulla identificazione dei soli soggetti sintomatici non sono sufficienti alla riduzione rapida della estensione del contagio nelle popolazioni affette.

D’altra parte, l’estensione a tappeto dei test diagnostici non è una strategia percorribile per l’ampiezza della popolazione interessata, la limitata disponibilità di kit diagnostici prontamente utilizzabili e i pochi laboratori autorizzati ad eseguire i test.

Il coinvolgimento ampio delle competenze tecnologiche disponibili sul territorio nazionale può consentirci di eseguire test ripetuti sulle categorie ad alto rischio di infezione, alto numero di contatti e che non possono essere sottoposti a provvedimenti restrittivi: tutto il personale sanitario (medici, infermieri, personale di supporto ospedaliero, personale delle ambulanze, farmacisti); tutto il personale con ampia esposizione al pubblico e parte di servizi essenziali (personale di tutti i servizi commerciali aperti quali forniture alimentari, edicole, poste; autisti di mezzi pubblici e taxi; addetti alle pompe funebri; addetti alla pubblica sicurezza e a filiere produttive essenziali).

Tecnologie ad alta processività, commerciali e non commerciali, per la rapida estensione del numero dei test sono disponibili da poche settimane e possono essere validate ed implementate su ampia scala in tempi ragionevolmente rapidi. Tecnologie più avanzate per una diagnosi rapida possono essere sviluppate e rese e disponibili per le fasi successive dell’epidemia.

Un sistema di laboratori a rete diffuso in maniera capillare sul territorio nazionale e fondato sulle competenze disponibili nei centri di ricerca italiani può mettersi al lavoro da subito.

Le risorse intellettuali e tecnologiche in Italia ci sono e sono ai massimi standard: perché non si utilizzano di fronte alla pandemia più drammatica del terzo millennio? Si chiedono gli scienziati. E ancora più preoccupati si domandano: la nostra proposta ha carattere di urgenza, perché la politica non coglie immediatamente questa opportunità?

Prof. Ruggero De Maria, Università Cattolica del Sacro Cuore, Roma
Prof. Andrea Graziani, Università degli Studi di Torino
Prof. Emilio Hirsch, Università degli Studi di Torino
Prof. Gioacchino Natoli, Istituto Europeo di Oncologia, IRCCS, Milano
Prof. Pier Giuseppe Pelicci, Direttore Area Ricerca, Istituto Europeo di Oncologia, IRCCS, Milano
Prof. Giorgio Stassi, Università degli Studi di Palermo
Prof. Paolo Vineis, Imperial College, London

Comunicazioni dettagliate

 

 

 

Lettera aperta a:

Presidente del Consiglio dei Ministri, Dott. Giuseppe Conte
Ministro della Salute, Dott. Roberto Speranza
Ministro dell’Istruzione, Università e Ricerca, Dott. Gaetano Manfredi
Ministro dell’Innovazione Tecnologica e della Digitalizzazione, Dott. Paola Pisano
Presidente dell’Istituto Superiore di Sanità, Dott. Silvio Brusaferro
Presidente del Consiglio Superiore di Sanità, Dott. Franco Locatelli
Presidenti delle Regioni Italiane, Vito Bardi, Stefano Bonaccini, Luca Ceriscioli, Alberto Cirio, Vincenzo De Luca, Michele Emiliano, Massimo Fedriga, Attilio Fontana, Antonio Fosson, Arno Kompatscher, Marco Marsilio, Sebastiano Musumeci, Enrico Rossi, Jole Santelli, Christian Solinas, Donatella Tesei, Donato Toma, Giovanni Toti, Luca Zaia, Nicola Zingaretti

Vista la drammatica emergenza in cui si trova il nostro paese abbiamo ritenuto un nostro dovere civico intervenire in quanto scienziati forniti di competenze tecniche e di accesso ad infrastrutture tecnologiche di potenziale pubblica utilità.

È evidente la necessità di avvalersi di tutte le infrastrutture e le competenze di alta tecnologia attualmente disponibili sul territorio per contrastare la diffusione del SARS-CoV2 in Italia. In molti altri Paesi (tra i quali Cina, Francia, Austria e Germania) laboratori accademici con elevate competenze sono stati cooptati al fine di fornire apparecchiature e personale per la estensione dei test diagnostici. In Italia esiste una comunità straordinaria di ricercatori che potrebbe contribuire da subito e in maniera molto significativa ed a costo zero all’attuale situazione di emergenza.

Analisi matematiche dell’andamento dell’epidemia indicano l’esistenza di una percentuale di soggetti asintomatici o pauci-sintomatici con capacità di trasmettere il contagio superiore all’80% del totale degli infetti. Pertanto, i soggetti non sintomatici o lievemente sintomatici di fatto rappresentano la sorgente principale di disseminazione del virus nella popolazione.

Pertanto le attuali strategie di contenimento basate sulla identificazione dei soli soggetti sintomatici non sono sufficienti alla riduzione rapida della estensione del contagio nelle popolazioni affette.

D’altra parte, l’estensione a tappeto dei test diagnostici non è una strategia percorribile al momento attuale a causa dell’ampiezza della popolazione interessata, della limitata disponibilità di kit diagnostici prontamente utilizzabili e della limitata disponibilità di laboratori attrezzati per l’esecuzione del test.

Questo limite ci impone la necessità di mappare laboratori e aziende biotecnologiche adeguatamente attrezzati sul territorio nazionale da coinvolgere da subito per la messa a punto e l’esecuzione dei test sulle categorie ad alto rischio di infezione e alto numero di contatti: tutto il personale sanitario (medici, infermieri, personale di supporto ospedaliero, personale delle ambulanze, farmacisti, addetti alle pompe funebri); tutto il personale con ampia esposizione al pubblico e parte di servizi essenziali (personale di tutti i servizi commerciali aperti quali forniture alimentari, edicole, poste; autisti di mezzi pubblici e taxi; addetti alla pubblica sicurezza e a filiere produttive essenziali).
Tecnologie commerciali e non commerciali per l’estensione del numero dei test sono disponibili da poche settimane e possono essere valutate, validate ed implementate su ampia scala in tempi ragionevolmente rapidi. Altre tecnologie possono essere rapidamente messe a punto per le fasi successive dell’epidemia.

Questa lettera aperta ha circolato per poche ore ed ha raccolte solo alcune delle firme dei colleghi esperti in tecnologie di analisi di RNA/DNA e/o con ruoli istituzionali in Istituti di Ricerca Italiani ed ha lo scopo di coinvolgere rapidamente le migliori competenze nazionali per affrontare questa emergenza.

Il documento presenta delle considerazioni scaturite da discussioni avvenute spontaneamente nell’ultima settimana, inizialmente con lo scopo di condividere esperienze delle istituzioni di appartenenza e/o competenze in aree di potenziale rilevanza per lo sviluppo di test per la diagnosi di Coronavirus.

Vista la drammatica emergenza in cui si trova il nostro paese abbiamo ritenuto un nostro dovere civico, da scienziati e da cittadini, organizzare queste considerazioni in un breve testo. Al di là del nostro specifico contributo è evidente la necessità di avvalersi di tuti gli strumenti tecnologici disponibili per contrastare il contagio nel Paese. In Italia esiste una comunità straordinaria di ricercatori che potrebbe contribuire in maniera attiva e molto significativa all’attuale situazione di emergenza.

Sebbene immaginiamo che i colleghi del Comitato Scientifico siano giunti a considerazioni analoghe, abbiamo comunque ritenuto opportuno inviarvi questo piccolo contributo nella possibilità che possa essere di aiuto.

In aggiunta a questo documento, durante le discussioni avvenute nell’ultima settimana abbiamo analizzato in dettaglio alcune soluzioni tecniche per: i) l’esecuzione dei test ad alta processività, utilizzando kit immediatamente disponibili e già validati; ii) la messa a punto e validazione di processi produttivi home-made e iii) la messa a punto e validazione di test rapidi (<1h) e senza macchinari complessi adatti a “points-of-care” locali. Siamo disponibili a organizzare un documento tecnico che serva per estendere tali abalisi a tutte le competenze specifiche presenti nel Paese e discutere la loro implementazione rispetto alle esigenze e disponibilità di ciascuna delle nostre Regioni.

La modellizzazione delle curve di contagio (Science 2020, PMID: 32179701) indica l’esistenza di una percentuale di soggetti asintomatici o con sintomi lievi o di breve durata pari a una percentuale tra l’82 e il 90% del totale. E’ stimato che queste infezioni non documentate abbiano una potenzialità di contagio per individuo pari a circa la metà rispetto alle infezioni documentate clinicamente. Pertanto, differentemente dall’infezione da SARS-CoV1, i soggetti non sintomatici o lievemente sintomatici non solo non sono innocui dal punto di vista della diffusione del contagio, ma di fatto rappresentano la sorgente principale di disseminazione del virus nella popolazione.

Pertanto le attuali strategie di contenimento basate sulla identificazione dei soli soggetti sintomatici non sono sufficienti alla riduzione rapida della estensione del contagio nelle popolazioni affette.

D’altra parte, l’estensione a tappeto dei test diagnostici non è una strategia percorribile al momento attuale a causa di diversi fattori:
1) l’ampiezza della popolazione interessata.
Questo ci impone la necessità di selezionare categorie ad alto rischio e ampio potenziale diffusivo da sottoporre a test;
2) la limitata disponibilità di kit diagnostici ad alta processività prontamente utilizzabili.
Ciò impone la necessità di i) approvvigionamento di kit commerciali ad alta processività di recente
introduzione e ii) produzione kit home-made adeguatamente validati e con protocolli rapidamente condivisibili;
3) la limitata disponibilità di laboratori attrezzati per l’esecuzione del test in termini di macchinari, personale e dispositivi/logistica di sicurezza.
Questo limite ci impone la necessità di mappare laboratori attrezzati sul territorio da cooptare per l’esecuzione dei test.

Infine, i modelli matematici indicano come l’identificazione precoce di casi asintomatici o paucisintomatici e l’immediato isolamento degli stessi e dei contatti diretti attraverso sistemi di tracciatura rapida attraverso GPS o applicazioni mobili possa consentire un’efficace riduzione della pendenza delle curve di contagio.

Sulla base delle suddette evidenze appare opportuna e urgente una strategia di contenimento organizzata in due fasi:

FASE 1. CONTENIMENTO DELLA ATTUALE EMERGENZA

1) Potenziamento della processività della esecuzione dei test diagnostici molecolari nei laboratori attualmente certificati e rapida certificazione di nuovi laboratori.

2) Estensione del test alle fasce di popolazione a maggiore rischio e capacità di diffusione del contagio:
a) personale sanitario (medici, infermieri, personale di supporto ospedaliero, personale delle ambulanze, farmacisti, addetti alle pompe funebri);
b) personale con ampia esposizione al pubblico e parte di servizi essenziali (personale di tutti i servizi commerciali aperti quali forniture alimentari, edicole, poste; autisti di mezzi pubblici e taxi; addetti alla pubblica sicurezza e a filiere produttive essenziali).

3) Ripetizione periodica del test molecolare sul suddetto personale fino a data da destinarsi.

Azioni necessarie per l’implementazione della Fase 1
a) Approvvigionamento e validazione di kit commerciali ad alta processività recentemente immessi sul mercato e basati su PCR per l’identificazione diretta degli acidi nucleici virali.
b) Mappatura sul territorio nazionale, e loro coinvolgimento, di laboratori pubblici e privati con basso carico di lavoro routinario e forniti di strumentazione e personale competente nella esecuzione delle tecnologie richieste (inclusi istituti zooprofilattici e per analisi di prodotti agroalimentari).
c) Sviluppo rapido di kit home-made sulla base di protocolli condivisi dalla comunità scientifica.
d) Esplorazione della possibilità di utilizzo di tecniche di tracciatura GPS o applicativi mobili dei contatti di individui positivi al fine di sottoporre a quarantena immediata gli individui a rischio.

FASE 2. ADATTAMENTO DEL SISTEMA DI SORVEGLIANZA E PRODUTTIVO PER LA GESTIONE DELLE CODE DELLA PANDEMIA E DI EVENTUALI ONDATE EPIDEMICHE FUTURE

1) Attività di sviluppo tecnologico volte alla messa a punto di test rapidi (40-60 min.) per screening sul posto (Point-of-care tests, POCT) basati sulla identificazione di acidi nucleici virali.

[Nota: gli attuali test sierologici “rapidi”, es. Biomedomics Inc., misurano gli anticorpi contro SARS-CoV2 e pertanto non forniscono risultati positivi nelle fasi iniziali di infezione. Pertanto la positività del test può indicare una infezione risolta e la sua negatività non esclude una malattia in atto. Tali test risulteranno tuttavia utili in una seconda fase per determinare lo stato di immunizzazione della popolazione dopo la prima ondata epidemica].

Azioni necessarie
a) Identificazione di laboratori e istituti di ricerca nazionali ed esteri con competenze necessarie per l’ottimizzazione delle suddette tecnologie.
b) Avvio di attività coordinate di ricerca e sviluppo.
c) Promozione di accordi fra regioni e atenei/centri di ricerca per permettere il reclutamento temporaneo di personale dei dipartimenti preclinici per tenere il passo della diagnostica COVID incluso il possibile trasferimento temporaneo di apparecchiature per l’automazione e l’esecuzione delle analisi in alto “throughput”.

[Nota: Sono in fase di sviluppo presso il Broad Institute at Harvard and MIT e la Mammoth Biosciences di San Francisco due piattaforme basate su “stick” diagnostici per l’esecuzione rapida del test molecolare in strutture da campo.

2) Produzione su larga scala di kit di validazione basati sulla identificazione di acidi nucleici virali.

Azioni necessarie
a) Consolidamento di una rete di laboratori forniti delle necessarie tecnologie e autorizzati alla loro esecuzione.
b) Produzione o acquisizione dei reagenti necessari per garantire il numero necessario di test.

3) Validazione, valutazione etico-legale ed implementazione di sistemi di tracciatura attiva tramite GPS dei contatti di individui positivi.

In seguito all’effetto delle strette misure di contenimento, la riduzione dei nuovi casi sarà seguita dal ritorno alle normali attività lavorative e sociali. Per evitare il rischio di un ritorno dei contagi, è auspicabile che ci si doti di ausili informatici in grado di tracciare i contatti delle nuove persone trovate positive al virus sull’esempio dell’App sviluppata dall’MIT che permette il tracciamento rispettando la privacy.

Azioni necessarie
a) Creazione di un team multidisciplinare composto da epidemiologi, data scientist, ingegneri elettronici ed informatici, bioeticisti ed infettivologi per la scelta e l’implementazione del tracciamento dei contatti, la scelta delle aree geografiche, dei tempi e delle modalità del tracciamento.
b) Esplorazione della possibilità tecnico-legale di utilizzo di tecniche di tracciatura GPS o applicativi mobili dei contatti di individui positivi che preservino la privacy, al fine di incoraggiarli a sottoporsi a test e, in caso di positività, a quarantena.

4) Adattamento del sistema di sorveglianza e produttivo per la gestione delle code della pandemia e di ondate epidemiche future.

a) Implementazione di una rete permanente di laboratori analitici ad elevata automazione, capaci di analisi molecolari e/o sierologiche/mese.

b) Potenziamento di attività di ricerca e sviluppo volte alla messa a punto di kit diagnostici e test rapidi molecolari e sierologici.

c) Potenziamento della capacità produttiva nazionale nel settore della diagnostica.

Azioni necessarie
a) Sulla base dell’esperienza acquisita durante la fase 1, elaborazione di specifiche tecniche per l’implementazione di laboratori ad elevata automazione, ivi compreso il software di gestione dei campioni (LIMS). Le apparecchiature e il software dovranno avere configurazione di tipo “open” in modo da permettere l’uso di kit sviluppati dal sistema di ricerca e produttivo nazionale e non ingenerare dipendenza da un singolo fornitore o gruppo di fornitori. Acquisizione delle nuove apparecchiature e del software necessario tramite gare e restituzione delle apparecchiature acquisite durante la fase 1 alle loro istituzioni di appartenenza.
b) Bandi per l’assunzione di personale specializzato per la gestione di tale rete di laboratori.
c) Bandi di ricerca applicata per lo sviluppo di kit diagnostici (molecolari e sierologici) ivi compresi test rapidi da effettuare presso i “point of care”.
d) Bandi per il trasferimento nel sistema industriale del know-how sviluppato al punto c).

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