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Il test TORdx LUNG per la valutazione dei polmoni dei donatori: Intervista con Eric Brouwer, direttore scientifico di SQI Diagnostics

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SQI Diagnostics, un'azienda medtech con sede in Canada, sta sviluppando il TORdx LUNG Test. La tecnologia è destinata ad assistere i medici nella valutazione dell'idoneità al trapianto dei polmoni dei donatori

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Attualmente, i medici valutano tipicamente i polmoni dei donatori utilizzando variabili qualitative, come la salute del donatore e le dimensioni del polmone. Uno dei fattori più importanti, l'infiammazione polmonare, è difficile da valutare e spesso i medici vanno sul sicuro e rifiutano un organo in caso di dubbio.

Ciò significa che i polmoni che potrebbero essere adatti al trapianto vengono spesso rifiutati, aggravando ulteriormente la mancanza di organi da donare. Attualmente, circa il 20% dei polmoni donati viene accettato per il trapianto, mentre il restante 80% viene rifiutato. Per fornire dati concreti sull'infiammazione dei polmoni dei donatori, SQI Diagnostics sta sviluppando il TORdx LUNG Test.

La tecnologia prevede la misurazione dei livelli di quattro biomarcatori di infiammazione in un campione di polmone. Il sistema è in grado di fornire risultati in 40 minuti, il che significa che è adatto alle esigenze di tempo di una valutazione del trapianto. Se i livelli di proteine infiammatorie sono elevati nei polmoni dei donatori, vi è una maggiore probabilità di complicazioni, mentre i polmoni con livelli più bassi hanno maggiori probabilità di ottenere risultati migliori.

Medgadget ha avuto l'opportunità di parlare della tecnologia con Eric Brouwer, Chief Scientific Officer di SQI Diagnostics.

Conn Hastings, Medgadget: Ci dia una panoramica della carenza di organi da donare e delle conseguenze per i pazienti.

Eric Brouwer, SQI Diagnostics: I due componenti chiave di un trapianto d'organo sono l'organo del donatore e il ricevente. Per quanto riguarda il donatore, solo il 20-25% dei polmoni disponibili è ritenuto idoneo dai chirurghi per il trapianto al ricevente.

I chirurghi che si occupano di trapianti sono preoccupati per i danni e i traumi al polmone: danni visibili e danni, soprattutto infiammazioni, a livello molecolare. La mancanza di strumenti decisionali quantitativi e oggettivi per quanto riguarda il danno polmonare - soprattutto a livello molecolare, dove l'infiammazione è una grave preoccupazione - porta molti polmoni di donatori a essere rifiutati per il trapianto.

Le conseguenze di questa scarsità di polmoni da donatore per i pazienti includono lunghi tempi di attesa per i riceventi, il deterioramento dei potenziali riceventi mentre sono in lista d'attesa e complicazioni post-trapianto perché il ricevente non era in buona salute a causa dei lunghi tempi di attesa per i polmoni da donatore.

Medgadget: La pandemia COVID-19 ha influenzato la necessità e l'offerta di polmoni da donatore?

Eric Brouwer: La COVID-19 ha avuto un certo impatto sulla disponibilità di organi da donare, in particolare per la limitazione dell'accesso alla chirurgia, per l'implementazione di nuove procedure di screening e per l'esacerbazione della carenza di personale medico specializzato. Sorprendentemente, non c'è stato un calo significativo del numero di donatori. Nel complesso, quindi, la disponibilità di polmoni da donare è rimasta per lo più stabile.

Il lato ricevente ha avuto un impatto maggiore a causa dell'aumento del numero di riceventi. Nel 2021, si stima che il 10% dei riceventi di trapianto di polmone negli Stati Uniti fosse dovuto a complicazioni dovute alla COVID-19, che aveva causato gravi danni ai polmoni che richiedevano il trapianto. L'aumento del numero di riceventi si è tradotto in lunghi tempi di attesa, il che significa che il ricevente medio è progredito ulteriormente nella sua malattia polmonare e rende il trapianto più complicato.

Prevediamo che le complicazioni di COVID-19 continueranno ad aumentare il numero di riceventi che necessitano di trapianto nei prossimi anni.

Medgadget: In che modo i polmoni dei donatori vengono attualmente valutati come idonei o non idonei al trapianto?

Eric Brouwer: La valutazione dei polmoni dei donatori inizia nel sito del donatore, dove si tiene conto dello stato di salute del donatore, oltre che degli esami del sangue per la corrispondenza del gruppo sanguigno e lo screening delle malattie.

Dopo il prelievo degli organi e il trasporto al centro trapianti, i polmoni vengono valutati da esperti chirurgici utilizzando soprattutto parametri qualitativi (dimensioni, radiografia, ispezione visiva, broncoscopia). L'infiammazione nei polmoni dei donatori, che è difficile da valutare con parametri qualitativi, è una preoccupazione generale, poiché è noto che l'infiammazione porta a risultati scadenti per i riceventi.

Sono state adottate nuove tecnologie in cui i polmoni del donatore vengono posizionati su un sistema di pompaggio chiamato Ex Vivo Lung Perfusion (EVLP) prima del trapianto al ricevente. L'EVLP fornisce ai polmoni del donatore un sostituto del sangue per sostenere le cellule dell'organo e un sistema pressurizzato per ossigenare i polmoni, simulando essenzialmente la respirazione. L'EVLP consente all'équipe di trapianto di valutare quantitativamente la capacità di ossigenazione del polmone prima del trapianto.

Anche con l'EVLP, non esistono misure di medicina di precisione per misurare una delle principali preoccupazioni dell'équipe di trapianto: l'infiammazione dei polmoni del donatore. Lo stato di infiammazione del polmone del donatore e il suo impatto previsto sul ricevente rimangono una questione di giudizio dell'équipe chirurgica, che si basa sull'interpretazione di misurazioni per lo più qualitative nel contesto dell'esperienza passata. La nostra tecnologia offre un approccio di medicina di precisione per misurare l'infiammazione nei polmoni.

Medgadget: Cosa ha ispirato SQI Diagnostics a sviluppare questa tecnologia e come è nata?

Eric Brouwer: Peter Lea, il fondatore di SQI Diagnostics, era professore di spettroscopia e microscopia all'Università di Toronto. La ricerca del Dr. Lea, incentrata sulle misurazioni ottiche, ha portato alla tecnologia di SQI Diagnostics di sensori diagnostici altamente riproducibili che possono essere utilizzati per rilevare e misurare simultaneamente molte proteine diverse in un unico test utilizzando un piccolo campione biologico.

Questa tecnologia è stata sviluppata e migliorata nel tempo per i test diagnostici delle malattie autoimmuni come la celiachia, l'artrite reumatoide, la nefrite lupica e, più in generale, la salute cardiaca e la demenza. Queste malattie sono caratterizzate dalla presenza di proteine infiammatorie e SQI ha sviluppato una profonda esperienza nella misurazione dei biomarcatori dell'infiammazione.

Nel 2018, SQI Diagnostics ha iniziato a collaborare con il Dr. Shaf Keshavjee, chirurgo capo dell'University Health Network (UHN) di Toronto e leader mondiale nel settore dei trapianti polmonari. Il Dr. Keshavjee aveva identificato dei biomarcatori infiammatori che predicevano l'esito del trapianto di polmone nei riceventi e aveva bisogno di un sistema diagnostico innovativo per misurare rapidamente queste proteine durante la procedura di trapianto. L'attuale tempo di esecuzione del test era di oltre 3 ore, troppo lungo per fornire risultati entro i tempi previsti per la decisione. Siamo riusciti a risolvere il problema della tempistica con una riduzione di quattro volte del tempo necessario per ottenere un risultato.

Medgadget: Ci dia una panoramica della tecnologia e del suo funzionamento.

Eric Brouwer: Il TORdx LUNG Test di SQI Diagnostics misura quattro biomarcatori dell'infiammazione in una serie di campioni prelevati dal circuito EVLP. Il metodo di analisi è un immunodosaggio in formato ELISA a sandwich con rilevamento fluorescente. Il formato del test è una piastra di microtitolazione a 96 pozzetti. In ogni pozzetto della piastra sono presenti gruppi di sensori per ciascuno dei quattro biomarcatori da misurare.

La piastra e i campioni vengono caricati sullo strumento automatico sqidlite, che elabora roboticamente i campioni, i reagenti e le soluzioni di lavaggio. I risultati vengono generati in 40 minuti, un tempo molto breve per la valutazione dei polmoni dei donatori.

I risultati del test ci dicono che quando le concentrazioni di proteine dell'infiammazione sono elevate o tendono ad aumentare nel tempo, il polmone è infiammato e probabilmente causerà complicazioni al ricevente. Al contrario, quando le concentrazioni di proteine dell'infiammazione sono basse, i polmoni hanno maggiori probabilità di avere un buon esito con il ricevente

Medgadget: Come avete deciso i biomarcatori e altri parametri quantitativi dell'idoneità del polmone del donatore al trapianto? Ci dia una breve panoramica di questi parametri e del loro rapporto con le possibilità complessive di successo del trapianto.

Eric Brouwer: Negli ultimi 3 o 4 decenni, la ricerca immunologica ha identificato molti biomarcatori coinvolti nell'infiammazione e ha anche individuato le vie biologiche associate. Sulla base di questa conoscenza generale, il team di ricerca clinica dell'UHN è partito dall'ipotesi che gli scarsi risultati dei riceventi siano correlati all'infiammazione polmonare del donatore e che i marcatori infiammatori possano essere correlati all'esito del ricevente, misurato dalla disfunzione primaria dell'innesto e dalla cura del paziente in terapia intensiva.

Essendo uno dei più grandi centri di trapianto al mondo, l'UHN ha valutato il suo ampio archivio di campioni provenienti da precedenti trapianti di polmone per identificare i biomarcatori meglio correlati agli esiti del ricevente. Un'innovazione fondamentale è stata quella di aggregare i risultati dei biomarcatori dell'infiammazione in un unico punteggio, chiamato Toronto Lung Score, che è correlato all'esito del ricevente. Una recente pubblicazione su The Journal of Heart and Lung Transplantation mostra che l'utilizzo di due dei risultati dei biomarcatori dell'infiammazione fornisce un'accuratezza predittiva del trapianto del 68%. L'accuratezza predittiva sale all'87% quando si combinano i parametri di ossigenazione polmonare con il Toronto Lung Score.

Medgadget: In termini di approvazione normativa e disponibilità commerciale, a che punto è attualmente la tecnologia?

Eric Brouwer: Il TORdx LUNG Test è attualmente disponibile come prodotto per uso esclusivo di ricerca. SQI Diagnostics si è impegnata con alcuni importanti centri di trapianto statunitensi per raccogliere ulteriori dati clinici a sostegno della nostra richiesta alla FDA. Prevediamo che il prodotto sarà in esame fino al 2023.