evolution of conceptual models of Clinical Medicine

1. L’evoluzione della medicina da
Ippocrate alla Intelligenza artificiale:
focus su EBM e medicina di
precisione.
Aggiornamenti in cardiologia - Scilla Cuore XXII Edizione
1
Mercoledì 04 Maggio 2022
12:20 Lettura Francesco Arrigo (Messina)
Presenta: Anna Vittoria Mattioli (Modena)
Sala Convegni “Maria SS. Immacolata” Chiesa Madre

2. Premessa
La malattia, in qualche forma, è un fatto universale tipico
della vita: esso si verifica in tutte le società conosciute, in
ogni tempo e luogo.
Tutte le società umane - su base più o meno empirica e in
coerenza con la propria matrice culturale - hanno creato una
serie di credenze e di saperi per definire le malattie e
sviluppato modalità e ruoli per fronteggiarle (= Medicina).
Le origini della Medicina risalgono alle tecniche e ai rituali
empiricamente utilizzati sin dall’inizio dell’evoluzione
culturale, ma è solo da circa due secoli che le procedure
mediche si fondano su conoscenze e metodologie che le
rendono sicure ed efficaci.
2

3. Timeline 1 preistoria
Medicina magica
• Sciamanesimo
• Stregoneria
Modello religioso
empirico
• Medicina Cinese
• Med. ayurvedica
• Medicina Assiro babilonese
ed Egizia
Medicina
Ippocratica
(Umorale)
• Ippocrate
• Galeno
Medicina
Scolastica
• Scuola Medica
Salernitana
• Med. Araba
3
3000 a.C.
– 500 a.C.
Preistoria
V sec a.C.
Medioevo
Nelle società primitive domina il concetto di
malattia causata da malefici o per intervento
di entità maligne. La cura viene affidata alle
arti magiche di stregoni e sciamani.

4. Timeline 1 età antica
Medicina magica
• Sciamanesimo
• Stregoneria
Modello religioso
empirico
• Medicina Cinese
• Med. ayurvedica
• Medicina Assiro babilonese
ed Egizia
Medicina
Ippocratica
(Umorale)
• Ippocrate
• Galeno
Medicina
Scolastica
• Scuola Medica
Salernitana
• Med. Araba
4
3000 a.C.
– 500 a.C.
Preistoria
V sec a.C.
Medioevo
In epoca storica, la creazioni di
stati organizzati e l’invenzione
della scrittura danno un forte
impulso alla strutturazione di una
attività medica organizzata che
riconosce nei sacerdoti i principali
attori.
La concezione è fortemente
collegata alla religione, ma le
conoscenze empiriche ottenute
con la pratica vengono consolidate
e trasmesse.

5. Timeline 1 epoca classica
Medicina magica
• Sciamanesimo
• Stregoneria
Modello religioso
empirico
• Medicina Cinese
• Med. ayurvedica
• Medicina Assiro babilonese
ed Egizia
Medicina
Ippocratica
(Umorale)
• Ippocrate
• Galeno
Medicina
Scolastica
• Scuola Medica
Salernitana
• Med. Araba
5
3000 a.C.
– 500 a.C.
Preistoria
V sec a.C.
Medioevo
La fondazione della scuola ippocratica di Cos
costituisce una tappa fondamentale
nell’evoluzione della Medicina.
• introduce una metodologia scientifica
basata su osservazione e sperimentazione,
senza alcun intervento religioso-mistico,
• afferma l’azione dell’ambiente sull’in-
dividuo e sull’origine della malattia,
• stabilisce i principi etici della pratica
medica,
• codifica il rapporto fra docente e discente.

6. Medicina ippocratico-galenica
Contesto culturale
La scuola ippocratica di Cos raccoglie esperienze precedenti, in
particolare assiro babilonesi ed egizie, e rappresenta la sintesi
delle scuole pitagoriche della Magna Grecia, con contributi
importanti di Alcmeone di Crotone e Empedocle di Agrigento.
Si inserisce nella fioritura culturale della Grecia del V secolo aC
(Età di Pericle, scuola filosofica Platonica).
Trova in Galeno (129-201 d.C.) il suo maggior sistematizzatore
con il contributo di elementi aristotelici, neoplatonici, stoici e
alessandrini.
Nel Corpus ippocratico sono confluite opere provenienti
dall’intera summa medica dell’antichità, da Ippocrate fino al
tardo impero.
Ippocrate
Galeno
6

7. Medicina ippocratico-galenica
Modello concettuale
 Per Ippocrate, la medicina è una disciplina completamente autonoma
basata sull’osservazione, sullo studio della casistica e sulla
sperimentazione.
 Nessun principio religioso è coinvolto nello sviluppo della scienza medica.
 La metodologia pone in primo luogo l'importanza e la centralità
dell'esperienza, dell'osservazione attenta e sistematica dei sintomi.
Dall'analisi dei sintomi il medico doveva poi risalire alle cause interne
della patologia, costruendo un quadro teorico complessivo e coerente,
da cui discendeva poi la scelta della terapia.
 Nel nuovo rigoroso metodo ippocratico, osservazione, teoria e tecnica
(= pratica) non solo erano complementari e interdipendenti ma erano
collocate sul medesimo piano di importanza.
7
Ippocrate
Galeno

8. Medicina ippocratico-galenica
Paradigma di malattia
 Alla base della medicina ippocratica (umorale) vi è una concezione
della natura come composta da quattro elementi, aria, acqua, terra e
fuoco. Il corpo umano è composto da quattro umori prodotti da vari
organi: sangue, flegma (muco), bile gialla e bile nera.
 Secondo tale dottrina, la salute è la risultante di una complessa
interazione tra equilibrio degli umori del corpo con l’ambiente
esterno.
 La malattia (discrasia) è la risultante di una disarmonia o di uno
squilibrio degli umori, da ricercarsi in un mutamento delle qualità
fondamentali, dovuto a dinamiche ambientali, climatiche e stagionali,
ma anche comportamentali (alimentazione, riposo, attività sessuale,
vita emotiva).
8
Ippocrate
Galeno

9. Teoria umorale diagramma
 Flemmatico
 Collerico
 Sanguigno
 Malinconico
Biotipi

10. Medicina ippocratica
«La medicina ha a disposizione tutti gli strumenti, essendo
stati scoperti da molto tempo l’inizio e la via attraverso i
quali sono state trovate molte e belle cose in molto tempo;
le restanti si scopriranno se
taluno, che sia dotato di capa-
cità e sia al corrente di ciò che
è stato scoperto, farà degli
studi muovendo da esse».
Da antica medicina

11. Timeline 1 medioevo
Medicina magica
• Sciamanesimo
• Stregoneria
Modello religioso
empirico
• Medicina Cinese
• Med. ayurvedica
• Medicina Assiro babilonese
ed Egizia
Medicina
Ippocratica
(Umorale)
• Ippocrate
• Galeno
Medicina
Scolastica
• Scuola Medica
Salernitana
• Med. Araba
11
3000 a.C.
– 500 a.C.
Preistoria
V sec a.C.
Medioevo
Nell’Alto Medioevo la cultura medica viene mantenuta viva
dagli ordini monastici che tramandano in maniera
dogmatica la tradizione ippocratico galenica.
Su questa si innestano poi le conoscenze della medicina
araba. Ritorna una forte influenza della religione di modo
che la medicina popolare torna a essere caratterizzata da
superstizioni e credenze magiche.
Dopo l’anno 1000 venne fondata la prima scuola medica
del mondo occidentale, la Scuola Salernitana.

12. Timeline 2 età moderna
Nuovi modelli
• Evidence Based
Medicine
• Medicina di
precisione
• Medicina
traslazionale
• Modelli olistici
12
XIX secolo
Era
moderna
XX secolo
XXI secolo
Medicina scientifica
o Biomedicina
• Iatromeccanica
• Anatomia clinica
Modello eziologico
meccanicistico
• Anatomia clinica (prima
metà)
• Modello batteriologico
• Modello relazionale-
fisiologico
• Medicina evoluzionistica
darwiniana
• Medicina clinica
Modello eziologico
meccanicistico
• Medicina clinica (prima
metà)
• Modello fisio-patologico
(seconda metà)
• Medicina evoluzionistica
Il risveglio culturale legato al Rinascimento, e in
particolare la metodologia Galileiana e il consenso della
Chiesa agli studi anatomici, danno avvio alla biomedicina
detta anche medicina «scientifica» con la fioritura di
ricerche prima anatomiche (Vesalio, Morgagni e altri) e
poi fisiologiche (Harvey, Malpighi). Le nuove conoscenze
consentono di contestare la tradizione ippocratica e
proporre un nuovo modello di medicina.
Tuttavia, la pratica medica continua a seguire gli
insegnamenti della medicina ippocratica anche se con
impatto sempre minore dell’influenza religiosa.

13. Timeline 2 XIX secolo
Nuovi modelli
• Evidence Based
Medicine
• Medicina di
precisione
• Medicina
traslazionale
• Modelli olistici
13
XIX secolo
Era
moderna
XX secolo
XXI secolo
Medicina scientifica
o Biomedicina
• Iatromeccanica
• Anatomia clinica
Modello eziologico
meccanicistico
• Anatomia clinica (prima
metà)
• Modello batteriologico
• Modello relazionale-
fisiologico
• Medicina evoluzionistica
darwiniana
• Medicina clinica
Modello eziologico
meccanicistico
• Medicina clinica (prima
metà)
• Modello fisio-patologico
(seconda metà)
• Medicina evoluzionistica
Nell’Ottocento la medicina viene rivoluzionata per i rapidi progressi della scienza e la
trasformazione della pratica medica.
• Nei primi decenni, sono ancora condivisi i principi della vecchia teoria degli “umori”
ippocratico-galenica, ma ben presto il metodo dominante per definire le malattie fu
la classificazione nosologica basata sui sintomi.
• Nella seconda metà del secolo, le grandi figure di clinici contribuirono a trasferire
nella pratica medica l’importanza dei rilievi semiologici e del ragionamento clinico.
In questo secolo furono proposti diversi
modelli concettuali, a partire da quello
anatomo clinico del secolo precedente. Ma
alla fine il modello dominante fu quello
eziologico meccanicistico (riduzionistico).

14. L’Ottocento:
Modello eziologico meccanicistico (o Biomedico)
Contesto culturale
Il modello eziologico meccanicistico prende corpo alla
fine dell’Ottocento sulla base delle ricerche scientifiche
di patologia cellulare (Virchow), fisiologia (Claude
Bernard) e batteriologia (Pasteur-Koch).
Secondo molti studiosi, esso deriva direttamente dalla
«Medicina Scientifica» dell’età moderna, quando la
Chiesa rimosse la proibizione di eseguire studi anatomici e
poterono fiorite le ricerche anatomiche, prima di Vesalio
e successivamente Morgagni e tanti altri. Per tale ragione,
questo modello è anche definito biomedico.
14
Rudolf Virchow
Lous Pasteur

15. L’Ottocento:
Modello eziologico meccanicistico (o Biomedico)
Modello concettuale
Per affrontare i problemi della Medicina viene utilizzata una
metodologia scientifica rigorosa, basata sul principio del
riduzionismo - cioè la visione filosofica che i fenomeni
complessi sono in ultima analisi derivati da una singola
causa primaria.
Il riduzionismo sostiene che gli enti, le metodologie o i
concetti di una scienza debbano essere ridotti al minimo
sufficiente a spiegare i fatti della teoria in questione.
Viene anche adottata la dottrina di derivazione cartesiana
del dualismo mente/corpo che separa la mente dall’ambito
somatico.
15
Immagine tratta dal De
homine di Cartesio (1662),
in cui l'autore sosteneva
che gli animali potessero
essere spiegati
riduttivamente in maniera
simile agli automi

16. L’Ottocento:
Modello eziologico meccanicistico (o Biomedico)
Paradigma di malattia
L’eziologia della malattia viene ricercata prima negli organi,
poi nei tessuti e infine nelle cellule, in qualcosa di interno
all’organismo e precisamente localizzabile.
Si presume che la malattia sia completamente spiegata da
deviazioni dalla norma di variabili biologiche misurabili.
Questo modello è tendenzialmente monocausale e considera
ininfluenti aspetti esterni al corpo come l’ambiente e il
contesto sociale. La malattia viene così vista come un
semplice guasto circoscritto e astorico localizzato in una parte
precisa del corpo-macchina.
Assioma: «Un» agente, «una» malattia, «un» farmaco
16

17. Timeline 2 XX secolo
Nuovi modelli
• Evidence Based
Medicine
• Medicina di
precisione
• Medicina
traslazionale
• Modelli olistici
17
XIX secolo
Era
moderna
XX secolo
XXI secolo
Medicina scientifica
o Biomedicina
• Iatromeccanica
• Anatomia clinica
Modello eziologico
meccanicistico
• Anatomia clinica (prima
metà)
• Modello batteriologico
• Modello relazionale-
fisiologico
• Medicina evoluzionistica
darwiniana
• Medicina clinica
Modello eziologico
meccanicistico
• Medicina clinica (prima
metà)
• Modello fisiopatologico
(seconda metà)
• Medicina evoluzionistica
Nel ‘900 la crescita prorompente della
ricerca scientifica biomedica,
l’ampliamento del bagaglio
diagnostico semeiologico e
strumentale con tecniche sempre più
sofisticate, la disponibilità di una
sempre più ampia offerta
farmacologica danno luogo alla
rivoluzione non solo concettuale ma
anche pragmatica della medicina i cui
successi si conclamano nella seconda
metà del novecento.

18. Timeline 2 XXI secolo
Nuovi modelli
• Evidence Based
Medicine
• Medicina di
precisione
• Medicina
traslazionale
• Modelli olistici
18
XIX secolo
Era
moderna
XX secolo
XXI secolo
Medicina scientifica
o Biomedicina
• Iatromeccanica
• Anatomia clinica
Modello eziologico
meccanicistico
• Anatomia clinica (prima
metà)
• Modello batteriologico
• Modello relazionale-
fisiologico
• Medicina evoluzionistica
darwiniana
• Medicina clinica
Modello eziologico
meccanicistico
• Medicina clinica (prima
metà)
• Modello fisiopatologico
(seconda metà)
• Medicina evoluzionistica
Sul piano culturale, la globalizzazione e
l’informatizzazione generalizzata condizionano
tutte le società e le attività umane.
Nella ricerca scientifica biomedica domina lo
sviluppo della genetica.
Vengono proposti nuovi modelli concettuali. Il
XXI secolo è stato preconizzato come il secolo
della prevenzione.

19. I modelli concettuali del XXI secolo
 Medicina traslazionale
 Modelli olistici
 Evoluzionistico (integrazione del darwinismo con la
genetica)
 Biopsicosociale (esigenza della psichiatria)
 Medicina basata sulle Evidenze (EBM)
 Medicina di precisione
19

20. L’evoluzione della medicina da Ippocrate alla Intelligenza
artificiale
20
Medicina basata sulle evidenze
(EBM)
“L’inveterata consuetudine di basare le convinzioni sull’evidenza ,
e di dare ad esse soltanto quel grado di certezza che l’evidenza
garantisce, sarebbe un rimedio, se divenisse generale,”.
Bertrand Russell, 1957

21. Medicina basata sulle evidenze (EBM)
Nella seconda metà del secolo scorso, la rilevante crescita
qualitativa e quantitativa della ricerca biomedica ha messo
a disposizione della classe medica una cospicua quantità di
informazioni di ordine fisiopatologico e terapeutico.
Queste nozioni, robuste ed affidabili, hanno cominciato
essere trasferite nella pratica clinica a tutti livelli.
Negli anni ‘90 questo modello comportamentale è stato
formalizzato dal gruppo dell’Università canadese di
McMaster (Ontario) che ha proposto la definizione di
Evidence Based Medicine.
21

22. Il termine EBM fu coniato da Guyatt nel 1990 per definire un programma interno
dell’Università McMaster (Ontario, Canada.)
Un Working Group della stessa Università, nel 1992 su JAMA, definì l’EBM “un nuovo
paradigma emergente per la pratica medica: «per risolvere i problemi clinici e per
fornire ai pazienti un’assistenza ottimale i medici devono ricercare e trasferire nella
pratica i risultati della ricerca pubblicati nella letteratura scientifica».
22

23. EBM - I principi
Evidence Based Medicine Working Group. Evidence based medicine. A new approach to teaching the practice of medicine.
JAMA 1992; 268: 2420-5.
Figura 1. Componenti dell’EBM.
Modificata da Haunes et al.8.
23
L’EBM si fonda sulla integrazione
tra l’uso coscienzioso, esplicito e
giudizioso delle migliori evidenze
scientifiche disponibili con
l’esperienza del medico e, non
ultime, le preferenze del
paziente.
con il termine “evidenze” si intendono le
informazioni provenienti da studi di alta qualità
metodologica (RCT e revisioni sistematiche).

24. EBM- La piramide delle «Evidenze»
Per migliore evidenza clinica disponibile si intende la ricerca - spesso
proveniente dalle scienze mediche di base, ma soprattutto dalla ricerca
clinica centrata sul paziente – clinicamente rilevante per:
Sacket, 1996
• L’accuratezza e la precisione
dei test diagnostici (incluso
l'esame clinico)
• La potenza dei marcatori
prognostici
• L’efficacia e sicurezza dei
regimi terapeutici,
riabilitativi e preventivi.

25. L’EBM è un processo a “gradini”
Swanson JA et al. Plast Reconstr Surg. 2010 July ; 126(1): 286–294.
Step 1 Convertire il bisogno di informazioni (su prevenzione, diagnosi,
prognosi, terapia, causalità, ecc.) in una domanda a cui è possibile
rispondere
Step 2 Rintracciare le prove migliori con cui rispondere alla domanda
Step 3 Valutare criticamente tale evidenza per la sua validità (vicinanza
alla verità), impatto (dimensione dell'effetto) e applicabilità (utilità
nella nostra pratica clinica)
Step 4 Integrare la valutazione critica con la nostra esperienza clinica e con
la biologia, i valori e le circostanze unici del nostro paziente
Step 5 Valutare la nostra efficacia ed efficienza nell'esecuzione dei passaggi
1-4 e cercare modi per migliorare per la prossima volta
25

26. EBM - Punti di forza
Le azioni cliniche sono guidate da nozioni
consolidate e verificate obiettivamente.
La buona pratica medica può essere generalizzata,
minimizzando le posizioni e convinzioni individuali
del medico.
L’applicazione di protocolli standardizzati basati su
EBM può comportare l’ottimizzazione delle risorse.
26

27. Problemi intrinseci dell’EBM
Il procedimento richiede tempi lunghi per l’enorme mole di dati
presenti in letteratura e le opportune verifiche e valutazioni.
Le «evidenze» riguardano casistiche selezionate e fanno
riferimento a comportamenti medi.
I dati dei trial non abbracciano tutte le situazioni riscontrate.
 Raramente vengono presi in considerazione sottogruppi con
caratteristiche cliniche importanti come gravità dei sintomi, stadio
evolutivo e gravità della malattia, comorbidità e altro.
Le prove di efficacia più robuste riguardano principalmente le
terapie farmacologiche, dove la ricerca è spesso promossa e
orientata dalla aziende farmaceutiche.
27

28. Il paradosso dei trials
clinici è che sono la
via migliore per
valutare se un
intervento funziona,
ma sono
probabilmente la
peggiore per stabilire
che ne trarrà
vantaggio
28

29. EBM: I limiti delle ‘evidenze’
Non tutte le Metanalisi sono condotte con metodologia
rigorosa
 Poca omogeneità dei trials inclusi
 Nei confronti tra farmaci viene spesso utilizzato il criterio di non inferiorità
Negli studi farmacologici, non sempre il confronto è con il
miglior trattamento alternativo disponibile praticato
correttamente.
Gli studi negativi tendono a essere pubblicati meno o in
riviste con minore impatto.
Nella ricchissima letteratura odierna, il problema della
frodi è rilevante.
29

30. EBM: I limiti delle ‘evidenze’
L’analisi sistematica della letteratura sanitaria ha portato a concludere che la sua qualità è inferiore a
quanto ci si sarebbe potuto aspettare perché:
 i pazienti sono molto selezionati;
 vi può essere una scelta di comodo dei trattamenti di controllo oppure il dosaggio di un farmaco
cambia a seconda che venga utilizzato come trattamento sperimentale o come controllo rispetto ad
altri farmaci
 gli studi sponsorizzati dalle industrie farmaceutiche danno più spesso risultati favorevoli di quelli
indipendenti e che lo stesso farmaco ottiene risultati migliori se è usato come trattamento
sperimentale rispetto a quando è usato come controllo
 gli studi negativi sono meno pubblicati di quelli negativi e sono pubblicati su riviste meno accessibili.
 gli stessi risultati sono pubblicati in più lavori (“affettamento” dei risultati, con pubblicazioni ripetute
soprattutto degli studi con esiti più favorevoli
 i campioni possono essere troppo piccoli;
 le misure di esito possono essere di dubbia rilevanza clinica (p-e- end point cumulativi);
 spesso si confonde la significatività statistica con il significato clinico (non si tiene conto di entità degli
effetti davvero importanti per il paziente).
30

31. Risorse per aiutare i medici a rispondere alle
domande presso il PoC
ACP Pier
ATTRACT
BestBETs
BMJ Clinical Evidence
Cochrane Database
DARE
DISEASEDEX
UpToDate
31
Sono disponibili molteplici servizi che aggregano fonti primarie
di letteratura e/o libri di testo in una ricerca federata, fornendo
ai medici informazioni basate sull'evidenza
I medici adotteranno queste risorse se sono rapide e facili da usare, forniscono
frequentemente la risposta che essi desiderano e danno informazioni affidabili.

32. Una applicazione pragmatica dell’EBM
Le Linee guida
Classe di raccomandazione
I livelli di evidenza
32
Tabella 2 Livelli di evidenza
Livello di evidenza A Dati derivati da numerosi trial clinici randomizzati o
metanalisi
Livello di evidenza B Dati derivati da un singolo trial clinico randomizzato
o da ampi studi non randomizzati
Livello di evidenza C Consenso degli esperti e/o studi di piccole
dimensioni, studi retrospettivi, registri

33. L’evoluzione della medicina da Ippocrate alla Intelligenza
artificiale
33
Medicina di Precisione
≠ Medicina Personalizzata
Tonight, I’m launching a new Precision Medicine Initiative to bring us closer to
curing diseases like cancer and diabetes — and to give all of us access to the
personalized information we need to keep ourselves and our families healthier.”
— President Barack Obama, State of the Union Address, January 20, 2015

34. A New Iniziative on Precision Medicine
4/12/2023
34
Perspective The NEW ENGLAND JOURNAL of MEDICINE february 26, 2015
“Tonight, I’m launching a new Precision Medicine
Initiative to bring us closer to curing diseases like
cancer and diabetes — and to give all of us access to the
personalized information we need to keep ourselves and
our families healthier.”
— President Barack Obama, State of the Union Address, January 20, 2015
Stasera lancio una nuova Iniziativa per la Medicina di
Precisione per avvicinarci alla cura di malattie come il
cancro e il diabete e per dare a tutti noi l'accesso alle
informazioni personalizzate di cui abbiamo bisogno per
mantenere noi stessi e le nostre famiglie più sane”.

35. Medicina di precisione
Il concettodimedicinadiprecisione-strategiediprevenzionee
trattamento chetenganocontodellecaratteristicheindividuali -
nonènuovo.
Laprospettiva diapplicare ampiamentequestoconcettoèstata
notevolmentefacilitatadalrecentesviluppodi:
databasebiologicisulargascala(comelasequenzadelgenomaumano)
potentimetodipercaratterizzareipazienti (genomica,proteomica,
metabolomica,testscellulariapprofonditi,tecnologiasanitariamobile)
strumenticomputazionaliperl'analisidigrandiinsiemididati(Bigdata).
35

36. MdP - DEFINIZIONI
ANNO AUTORE
2011 US National
Cancer
Institute’s
Interventi per prevenire, diagnosticare o curare una malattia,
sulla base della comprensione molecolare e/o meccanicistica
delle cause, della patogenesi e/o della patologia della malattia.
2015 Collins Strategie di prevenzione e trattamento che tengano conto della
variabilità individuale
2015 Tian G. (NIH)
National Institute
of Health
Nuovo metodo di trattamento e prevenzione basato sulla
comprensione individuale delle caratteristiche genetiche,
dell'ambiente e dello stile di vita.
2021 Wikipedia Un modello medico che propone la personalizzazione
dell'assistenza sanitaria, con decisioni mediche, trattamenti,
pratiche o prodotti adattati a un sottogruppo di pazienti, invece
del modello «un farmaco adatto per tutti». 4/12/2023
36
Nuovo metodo di trattamento e prevenzione
basato sulla comprensione individuale delle
caratteristiche genetiche, dell'ambiente e
dello stile di vita.

37. L’obiettivo di questo approccio è quello di:
a) identificare la causa e il meccanismo della malattia e il farmaco
più appropriato alla sua cura e/o prevenzione;
b) mettere a punto nuove metodiche per testare la resistenza ai
farmaci e identificare le varianti genomiche alla base della
risposta individuale alla terapia (efficacia ed effetti avversi);
c) disegnare e avviare nuove sperimentazioni cliniche per testare i
nuovi farmaci;
d) traslare i risultati nella clinica e monitorare le risposte alla
terapia. 4/12/2023
Obiettivi della Medicina di Precisione

38. Per sviluppare questo approccio occorre:
a) avvalersi della raccolta e dell’integrazione di una grande mole di dati
(big data) e campioni biologici, con informazioni riguardanti i singoli
individui (informazioni cliniche, stile di vita, ambiente, profilo
genomico).
b) Utilizzare le tecniche che indagano gli aspetti funzionali del genoma
(trascrittoma, proteoma, metaboloma, ecc), e quelle che indagano la
più significativa componente “ambientale” di ogni persona, il
microbioma.
c) Stratificare i pazienti in sottogruppi molecolari in base alla loro
predisposizione ad una particolare forma patologica e/o alla loro
risposta ad un particolare tipo di trattamento farmacologico.
4/12/2023
38 Procedure della Medicina di Precisione

39. CENTRAL ILLUSTRATION Artificial Intelligence in
Precision Cardiovascular Medicine
4/12/2023
39
I big data (genetica, social media, fattori
ambientali e legati allo stile di vita o dati
"omici") possono essere archiviati tramite
Cartella elettronica o piattaforme di
medicina di precisione e possono essere
condivisi per l'analisi dei dati con altri
medici o ricercatori tramite sistemi cloud
sicuri.
L'analisi dei big data utilizzando
l'intelligenza artificiale (apprendimento
automatico, apprendimento profondo o
calcolo cognitivo) e 3 algoritmi di
apprendimento (apprendimento
supervisionato, non supervisionato e per
rinforzo) consentirà lo sviluppo di una
medicina di precisione.
Krittanawong, C. et al. J Am Coll Cardiol. 2017;69(21):2657–64.

40. Scienze «Omiche»
4/12/2023
40 Scopo dello studio
Genomica
Studio dell'insieme di tutti i geni in un organismo; in un contesto più ampio sono oggetto di
studio le parti non codificanti del DNA
Epigenomica
Studio di tutte le modificazioni epigenomiche sul materiale genetico all'interno di una
cellula
Transcriptomica
Studio del livello di espressione di tutti gli RNA in una particolare cellula, o in una
popolazione cellulare
Proteomica
Studio di tutte le possibili interazioni che una proteina può presentare; insieme completo di
proteine espresse da un genoma in un dato tipo cellulare o organismo, in condizioni
definite, in un dato momento.
Metabolomica
Studio dell'insieme dei metaboliti (composti a piccole molecole) all'interno di una cellula, un
organello, un tessuto, un organo o un organismo
Interactoma
Studio dell'intero insieme di interazioni (sia fisiche che indirette) tra ed entro proteine e
altre molecole all'interno di una particolare cellula e conseguenze di tali interazioni.
Farmacogenomica
Studio che combina farmacologia e genomica per analizzare il ruolo del genoma nella
risposta individuale ai farmaci
Studio di malattia
(Diseasomics)
Studio di tutte le malattie e disturbi di un organismo, concentrandosi spesso su quelle
malattie e disturbi causati da modificazioni genetiche
Si definiscono scienze omiche quelle discipline che utilizzano tecnologie di analisi che consentono la produzione di
informazioni (dati), in numero molto elevato e nello stesso intervallo di tempo, utili per la descrizione e l'interpretazione
del sistema biologico studiato.

41. MdP Applicazioni
41
Lo sviluppo della Medicina di Precisione ha preso
avvio dall’individuazione del profondo legame tra
genoma e neoplasie che, a sua volta, ha promosso
la ricerca di nuovi farmaci e di strategie terapeutiche
mirate.
Oggi, la Medicina di Precisione si sta evolvendo anche per
altre patologie, come il diabete di tipo 1, la cirrosi
epatica e l’epilessia e numerose malattie cardiovascolari.

42. MdP Applicazioni
Oncologia
 Altri campi
 Disordini genetici ereditari
− Malattie monogeniche
− Malattie poligeniche
 Malattie infettive
 Farmacogenomica
“the right drug at the right dose to the right patient».
Ci sono le premesse per molte altre malattie e risposte ambientali.
42
Collins FS, Varmus H. A New Initiative on Precision Medicine The NEJM 26, 2015

43. Examples of precision medicine application.
4/12/2023
43
Wang et al. / Chinese Journal of Traumatology xxx (2016) 1e2
Medical field Disease Biomarker Intervention
Cancer Chronic myeloid leukemia
Lung cancer
BCR-ABL
EML4-ALK
Imatinib
Crizotinib
Hematology Thrombosis Factor V Leiden Avoid prothrombotic drugs
Infectious disease HIV/AIDS CD4+T cells, HIV viral
load
Highly active antiretroviral
therapy
Cardiovascular disease Coronary artery disease CYP2C19 Clopidogrel
Pulmonary disease Cystic fibrosis G551D Ivacaftor
Renal disease Transplant rejection Urinary gene signature Antirejection drugs
Hematology Hepatitis C Hepatitis C viral load Direct-acting antiviral agents
Endocrine disease Multiple endocrine
neoplasia type 2
RET Prophylactic thyroidectomy
Metabolic disease Hyperlipidemia LDL cholesterol Statins
Neurology Autoimmune encephalitis CXCL13 Immunotherapy
Psychiatry Alcohol-use disorder GRIK1 Topiramate
Pharmacogenomics Smoking cessation CYP2A6 Varenicline
Ophthalmology Leber's congenital
amaurosis
RPE65 Gene therapy

44. MdP - Le criticità
• La strategia di precisione deve essere supportata da
evidenze di efficacia e di sicurezza derivanti da ricerca ed
esperienza.
• Il costo di molte di queste cure è ancora molto alto.
• La maggior parte delle conoscenze genetiche si basa sui
genomi di un gruppo limitato di individui, per lo più di
origine europea.
• La terapia genica al momento è disponibile solo per
pochissime delle migliaia di malattie mendeliane.
• Solo pochi centri dispongono al momento di competenze
necessarie per la MdP. 4/12/2023
44

45. MdP Applicazioni future
L’estesa utilizzazione della Intelligenza artificiale e della
telemedicina potrà semplificare l’applicazione della MdP.
La continua riduzione dei costi del sequenziamento del
DNA rende più praticabili e convenienti i test genetici .
Le conoscenze scientifiche sul ruolo della genetica in
molte malattie stanno aumentando rapidamente.
È probabile che la genomica svolga un ruolo più
importante nello sviluppo di farmaci più specifici ed
efficaci per la cura dei pazienti e la prevenzione. 4/12/2023
45

46. Medicina di Precisione
 La MdP è una metodologia molto giovane e promettente,
ma richiede rigorose verifiche con sperimentazioni cliniche
controllate.
 I progressi della MdP con l’impiego di nuove tecnologie
potranno rivoluzionare l'assistenza sanitaria.
 La piena attuazione della MdP richiede una profonda
riorganizzazione delle infrastrutture sanitarie e la stretta
collaborazione di tutte le parti interessate.
 Dato l’elevato impatto economico, è necessaria
un’accurata analisi costo/beneficio da parte degli enti
regolatori. 4/12/2023
46

47. L’evoluzione della medicina da Ippocrate alla Intelligenza artificiale
CONSIDERAZIONI FINALI
47
I numerosi modelli concettuali della medicina che si
sono succeduti nell’arco storico riflettono le
condizioni ambientali/culturali del periodo in cui si
sono sviluppate.
Nessun modello è esaustivo e abbraccia tutte le
esigenze della medicina, ma ciascuno di essi ha
creato le condizioni per gli sviluppi successivi.
I progressi tecnologici – AI, telemedicina, nuovi
strumenti digitali – potranno portare allo sviluppo
di altri modelli concettuali, ma a condizione che
vengano mantenuti i principi etici della medicina.

48. Aldilà del modello concettuale
adottato, la figura del medico resta
sempre centrale considerato che
l’oggetto della medicina è l’uomo.
48
 ,