ΔΙΕΓΧΕΙΡΗΤΙΚΗ ΚΥΤΤΑΡΟΜΕΤΡΙΑ ΡΟΗΣ ΣΕ ΟΓΚΟΥΣ ΕΓΚΕΦΑΛΟΥ:

ΕΞΑΤΟΜΙΚΕΥΜΕΝΗ ΧΕΙΡΟΥΡΓΙΚΗ ΕΠΕΜΒΑΣΗ

ΑΚΡΩΝΥΜΙΟ: ΔΙΕΓΧΕΙΡΗΤΙΚΗ ΚΥΤΤΑΡΟΜΕΤΡΙΑ ΡΟΗΣ

ΚΩΔΙΚΟΣ ΕΡΓΟΥ Τ2ΕΔΚ-00971

Τίτλος (Αγγλικά) INTRAOPERATIVE FLOW CYTOMETRY IN BRAIN TUMORS:

PERSONALIZED SURGERY

ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΠΡΟΤΑΣΗΣ

Το παρόν έργο αφορά το πεδίο πρωτοπαθών όγκων του κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ) και αποτελεί μία σημαντική προσπάθεια του Νευροχειρουργικού Ινστιτούτο Ιωαννίνων. Η επίπτωση των πρωτοπαθών όγκων του εγκεφάλου υπολογίζεται σε 7 με 19 περιπτώσεις ανά 100.000 ανθρώπους ανά έτος. Οι μεταστατικοί όγκοι εγκεφάλου είναι 10 φορές πιο συχνοί από τους πρωτοπαθείς. Οι πρωτοπαθείς όγκοι μπορεί να είναι καλοήθεις ή κακοήθεις. Η μέση επιβίωση των ασθενών με γλοιοβλάστωμα, τον συχνότερο πρωτοπαθές κακοήθη όγκο στους ενήλικες, είναι μόλις 15 μήνες. Ο βαθμός εξαίρεσης έχει προγνωστική σημασία. Διεγχειρητικά, ο χειρουργός ως σήμερα μπορεί μέσω της ταχείας βιοψία να έχει μια εκτίμηση για το βαθμό κακοήθειας των νεοπλασμάτων εγκεφάλου και των ορίων του όγκου. Ωστόσο, οι ταχείες βιοψίες έχουν πολλά μειονεκτήματα, όπως τομές χαμηλής ποιότητας, η τεχνική βασίζεται στην εμπειρία του παθολογοανατόμου, η προετοιμασία των δειγμάτων διαρκεί 5-10 λεπτά και δεν είναι επίσης λίγες οι φορές που μπορεί να υπάρχει και διαφορά μεταξύ της τελικής διάγνωσης και του πορίσματος της ταχείας βιοψίας. Η κυτταρομετρία ροής αποτελεί μια αυτοματοποιημένη μέθοδο ανάλυσης των φυσικοχημικών χαρακτηριστικών κυττάρων και σωματιδίων, με βάση τη σκέδαση και το φθορισμό και με την προϋπόθεση το υπό έλεγχο δείγμα να βρίσκεται σε μορφή εναιωρήματος. Πρόσφατα, η ερευνητικοί εταίροι του έργου ανέπτυξαν ένα ταχύ πρωτόκολλο που δίνει την δυνατότητα ανάλυσης του κυτταρικού κύκλου μέσα σε 6 λεπτά ("Ioannina Protocol"). Το γεγονός αυτό επιτρέπει τη διεγχειρητική ανάλυση του κυτταρικού κύκλου σε ένα χειρουργικό δείγμα. Με άξονα τα προαναφερθέντα επιστημονικά δεδομένα και την υπάρχουσα τεχνογνωσία των εταίρων του έργου στην πλατφόρμα κυτταρομετρίας ροής οι βασικοί στόχοι του έργου είναι η δημιουργία πρωτοτύπου προϊόντος που θα προσδιορίζει διεγχειρητικά εντός λίγων λεπτών, με βάση την κυτταρομετρία ροης τον τύπο του όγκου με βάση τον κυτταρικό κύκλο και τον ανοσοφαινότυπο και προσδιορισμό των ορίων του όγκου σε περιπτώσεις που απαιτείται. To έργο θα υλοποιηθεί σε τέσσερις ενότητες εργασίας οι οποίες αλληλεπικαλύπτονται και συνδυαζόμενες ουσιαστικά διαμορφώνουν τρεις φάσεις υλοποίησης: (i) ΦΑΣΗ ΤΕΛΙΚΗΣ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΩΝ, (ii) ΦΑΣΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ και (iii) ΦΑΣΗ ΚΛΙΝΙΚΗΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ. Οι 4 ενότητες εργασίας αποτελούνται από συνολικά 15 παραδοτέα τα οποία αφορούν το φυσικό αντικείμενο, την διαχείριση του έργου καθώς και σημαντικές ενέργειες διάχυσης. Η επιτυχής ολοκλήρωση του έργου θα συμβάλει τελικά: (i) στην δημιουργία συνολικά 5 νέων θέσεων εργασίας (5 πλήρους απασχόλησης), (ii) στην ενίσχυση των ερευνητικών φορέων με απόκτηση σύγχρονου εξοπλισμού (κυτταρομετρή ροής 8 παραμέτρων), (iii) στην παραγωγή δύο νέων καινοτόμων πρότυπων προϊόντων (Neuroflow Basic, Neuroflow Extended) τα οποίο αναμένεται να ενταχθούν στην παραγωγική διαδικασία του βιομηχανικού εταίρου εντός δύο ετών μετά το πέρας του έργου (μέσος όρος ολοκλήρωσης κλινικών μελετών και απόκτησης πιστοποίησης CE/IVD. Επιπλέον είναι ιδιαίτερα σημαντική τόσο η κλινική σημασία των αποτελεσμάτων του έργου, αφού η εφαρμογή της διεγχειρητικής κυτταρομετρίας ροής θα συμβάλει στην γρήγορη τυποποίηση των όγκων και στον ακριβή καθορισμό των ορίων όγκου, όσο και η ενίσχυση της τοπικής οικονομίας αφού ο μακροπρόθεσμος στόχος του έργου είναι η δημιουργία πρότυπου κέντρου αριστείας και εκπαίδευσης του επιστημονικού προσωπικού στην εφαρμογή της διεγχειρητικής κυτταρομετρίας ροής. Θα πρέπει να τονιστεί ότι το έργο θα συμβάλει σημαντικά στην ενίσχυση της εμπορικής και οικονομικής θέσης του βιομηχανικού εταίρου τόσο με άμεσα αποτελέσματα (ενίσχυση του τμήματος R&D, ένταξη στην παραγωγή ενός καινοτόμου προϊόντος υψηλής προστιθέμενης αξίας και χαμηλού ανταγωνισμού, ενεργή συμμετοχή σε επιστημονικά συνέδρια) όσο και με βραχυπρόθεσμα (ενίσχυση εξαγωγικού προσανατολισμού, διεύρυνση πελατολογίου, στόχος πωλήσεων >5 εκ. ευρώ σε βάθος πενταετίας μετά το πέρας του έργου). Τέλος είναι ιδιαίτερα σημαντική η ύπαρξη πλάνου διαχείρισης κινδύνου που εγγυάται την επιτυχή ολοκλήρωση του έργου τόσο ως προς τον επιστημονικό όσο και ως προς τον εμπορικό σχεδιασμό.

PROPOSAL ABSTRACT

The present work focuses on primary central nervous system tumors (CNS) tumors and is an important effort form the Neurosurgical Institute of Ioannina. The incidence of primary brain tumors is estimated at 7 to 19 cases per 100,000 people per year. Metastatic brain tumors are 10 times more common than primary tumors. Primary tumors may be benign or malignant. However, the average survival of the patients with glioblastoma, the most common and most malignant primary brain tumor, is only 15 months. Extent of resection has a prognostic significance in high-grade tumors and in certain low-grade tumors complete excision is curative. To date, surgeons are using frozen section biopsy for the determination of degree of brain tumor malignancy and tumor limits in breast cancer. However, frozen biopsies suffer from many drawbacks, such as low quality sections, the technique is based on the experience of the pathologist, turnaround time is usually 20-30 minutes, and there are also few times when there may be a difference between the final diagnosis and the diagnosis of the frozen section biopsy. Intraoperative MRI is limited in few centers worldwide and is associated with high cost, whereas intraoperative fluorescence guidance has been shown limited sensitivity and specificity in low-grade tumors. In high-grade tumors studies have showed cancer remnants is excision margins. Thus, new technologies are urgently needed. Flow cytometry is an automated method of analyzing the characteristics of cells and particles, based on scattering and fluorescence, and on condition that samples are in the form of a suspension. Recently, the research partners of the project developed a ground-breaking fast protocol that enables the cell cycle to be analyzed within 6 minutes ("Ioannina Protocol"). This allows for the intraoperative analysis of the cell cycle in a surgical specimen. This permits the identification of tumor margins in minutes and identification of specific brain tumor type in several cases based on immunophenotypic analysis. Based on the aforementioned scientific data and the existing project partners' know-how on the flow cytometry platform, the main objective of the project is to create a prototype product to determine intraoperatively within a few minutes, based on Flow cytometry, the type of brain tumor based on cell cycle and immunophenotype and more importantly tumor margins. The original product will be applied in "real time", allowing a continuous visualization of the tumor cells throughout the surgical procedure so that its effect can be utilized intraoperatively. The project will be completed in 4 sections that overlap and combine to form three phases of the project: (i) PROTOCOL ESTABLISHMENT, (ii) INDUSTRIAL RESEARCH PHASE and (iii) CLINICAL EVALUATION PHASE. The 4 sections consist of a total of 15 deliverables relating to the project’s main object, project management and diffusion activities. The successful completion of the project will ultimately contribute to: (i) the creation of a total of 5 new positions (5 full-time), (ii) support for research organizations by acquiring modern equipment (8- arameter cytometric flow, (iii) the production of two innovative prototype products (Neuroflow Basic, Neuroflow Extended) which are expected to be integrated into the manufacturing process of the industrial partner within two years after the end of the project (average completion of clinics trials and acquisition of CE/IVD certifications). In addition, the clinical significance of the project’s results are extremely important since the application of intraoperative flow cytometry will permit a rapid intraoperative diagnosis of the brain tumor type and identification of tumor margins. Furthermore, there will b ea strengthening of the local economy since the long-term objective of the project is to create a center of excellence and a center for training of scientific staff on intraoperative flow cytometry applications. Additionally, the project will make a significant contribution to strengthening the commercial and economic position of the industrial partner, both with direct results (strengthening the R & D division, integration and production of a new innovative product of high added value and low competition, active participation in scientific conferences) and short term (exports increase, increase of customers, sales target> 5 million in five years after the end of the project). Finally, it is particularly important to have a risk management plan that guarantees the successful completion of the project both in terms of scientific and commercial design.