Progettata e presentata per garantire una metodologia di assistenza sanitaria innovativa, sostenibile e di alta qualità, I³LUNG è un'iniziativa di ricerca nell’ambito del tumore al polmone che mira a creare uno strumento decisionale all'avanguardia che aiuterà sia i medici che i loro pazienti a scegliere la terapia migliore, sia per efficacia che come risposta ai loro specifici bisogni e necessità. Il progetto, finanziato dal programma quadro per la ricerca e l'innovazione Horizon Europe, utilizzerà l'intelligenza artificiale (AI), in particolare le metodologie dette di apprendimento profondo e apprendimento automatico (Deep Learning e Machine Learning) per analizzare la grande quantità di informazioni disponibili per questa tipologia di tumore, a oggi non utilizzate al loro pieno potenziale. Verranno raccolte le caratteristiche cliniche, le immagini radiologiche e le caratteristiche del tumore già disponibili per 2.000 pazienti arruolati in studi clinici nei centri partecipanti al progetto. Verranno in parallelo generati dati biologici “multiomici” comprendenti il carico mutazionale del tumore, l’analisi del microbioma intestinale, il profilo di espressione immunitario tumorale e circolante, ma anche la metabolomica in 200 pazienti arruolati in uno studio prospettico comune ai centri clinici coinvolti. È inoltre previsto uno studio psicologico su questi ultimi, il cui contributo per sviluppare uno strumento di supporto alla decisione medica sarà fondamentale per tenere conto delle preferenze del paziente riguardo al suo piano di cura. In questo progetto sono coinvolti 6 centri clinici di eccellenza che si occupano della cura del tumore polmonare in tutto il mondo (Italia, Germania, Spagna, Grecia, Israele, USA).

Il tumore al polmone è stata la prima causa di morte per cancro negli uomini e la seconda nelle donne nel 2021, con 370.000 decessi ogni anno in Europa. Il consorzio ha sviluppato questo progetto per rispondere a una delle problematiche principali nel campo del tumore polmonare al giorno d’oggi: la mancanza di biomarcatori che predicano la risposta al trattamento basato sull'immunoterapia (IO) nei pazienti con tumore metastatico al polmone non a piccole cellule (mNSCLC). L’IO ha rivoluzionato il trattamento dei pazienti mNSCLC e viene ora offerto in prima linea come singola terapia o in combinazione con la chemioterapia standard per i pazienti privi di mutazioni specifiche per cui esistono farmaci mirati. Tuttavia, solo il 30-50% dei pazienti ottiene una risposta duratura all’IO. A oggi, l’espressione del ligando di morte programmata 1 (PD-L1) rimane l'unico biomarcatore utilizzato per predire la risposta all’IO e la sopravvivenza del paziente. Tuttavia, la sua capacità predittiva sub ottimale mette in evidenza la necessità di analisi molecolari sia innovative che più complete per permettere l’impostazione di terapie più efficaci.

Negli ultimi anni, l'esplosione di AI, DL, ML ha apre all' opportunità di utilizzare nuovi strumenti informatici di punta nel campo medico per la valutazione di quantità di dati sempre più grandi e difficilmente studiabili utilizzando metodologie classiche, generati dagli studi clinici e dalla ricerca traslazionale. Il progetto I³LUNG prevede di sviluppare una piattaforma europea che adotterà questi nuovi strumenti per far fronte alla varietà e complessità dei dati utili, sintetizzando e correlando le informazioni biologiche e cliniche. Quest’analisi porterà all’identificazione di nuovi biomarcatori e in secondo luogo allo sviluppo di metodi AI da usare come nuovo strumento per fornire previsioni individualizzate di efficacia dell'IO. La personalizzazione della terapia è strategica per migliorare la sopravvivenza e la qualità di vita dei malati e ridurre l'onere economico sia per il paziente e la sua famiglia che per il sistema salute, individuando meglio e da subito i trattamenti disponibili che più si addicono ai singoli pazienti.

Questo obiettivo richiederà lo sforzo collaborativo di 16 tra le migliori organizzazioni europee e internazionali incluse nel consorzio I³LUNG: Fondazione IRCCS Istituto Nazionale dei Tumori (INT, Milano, Italia) con la Dott.ssa Arsela Prelaj nel ruolo di coordinatrice del Consorzio, Politecnico di Milano (POLIMI, Milano, Italia), Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri (IRFMN, Milano, Italia), Istituto Europeo di Oncologia (IEO; Milano, Italia), ML Cube (Milan, Italy), LungenClinic Grosshansdorf GmbH (GHD, Grosshansdorf, Germania), Universitaetsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE, Amburgo, Germania), Vall d’Hebron Institute of Oncology (VHIO, Barcellona, Spagna), Medica Scientia Innovation Research (MEDSIR, Barcellona, Spagna & New Jersey, USA), Metropolitan Hospital (MH, Pireo, Grecia), Shaare Zedek Medical Center (SZMC, Gerusalemme, Israele), Katholieke Universiteit Leuven (KUL, Leuven, Belgio), Institutet for Halso-OCH Sjukvardsekonomi Aktiebolag (IHE, Lund, Svezia), University of Chicago (UOC, Chicago, USA), Aalborg Universitet (AAU, Aalborg, Danimarca), Lung Cancer Europe (LUCE, Bern, Svizzera).

I³LUNG e i suoi partner avranno un orizzonte temporale di 5 anni e un budget di 10 milioni di euro per dimostrare che la loro ipotesi di progetto può diventare non solo uno strumento tangibile efficace e una nuova realtà clinica. I³LUNG è la prima piattaforma che a una quantità impressionante di dati, sia clinici che omici, di un numero così consistente di pazienti (2.000 arruolati in studi retrospettivi più 200 nello studio prospettico) assocerà una tecnologia innovativa e promettente come l’AI per rispondere a quesiti clinici ancora irrisolti. In caso di successo, l'approccio sviluppato nel progetto I³LUNG potrebbe essere esteso ad altri tumori per i quali ai pazienti viene proposta IO, per permettere al più grande numero possibile di pazienti oncologici di beneficiare di questi percorsi di cura.