BIOBANCA

Creazione di una Biobanca ad elevati standard tecnologici per indagini biomolecolari nell’ambito della ricerca medico-scientifica

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Scopo del progetto è la raccolta/stoccaggio di campioni biologici a supporto di ricerche in campo biomedico. I biomateriali raccolti ed opportunamente stoccati comprenderanno:
– frammenti di tessuto asportati durante interventi chirurgici ridondanti ai fini del percorso diagnostico (left over tissues)
– sangue, campioni cellulari, urine/altri liquidi biologici (escreati, ascite, liquidi pleurici, ecc.)
– campioni da donatori sani utilizzabili come controllo
Obiettivo primario è la realizzazione di una Biobanca di ricerca che si avvalga, per l’intero percorso -dal prelievo/conservazione del campione alla gestione dei dati ad esso relativi fino alla sua cessione a scopo di ricerca-, di procedure validate e/o supportate da Linee guida Internazionali.
Obiettivo non secondario sarà l’integrazione in un network di Biobanche, a scopo di un proficuo ampliamento degli scambi/collaborazioni tra medici e ricercatori.
Saranno utilizzati modelli efficaci per l’informazione al donatore e per l’acquisizione del consenso alla donazione di materiale biologico, in osservanza delle norme/principi vigenti in materia. Prevedendo il progetto un’apertura ad obiettivi e ricerche di molteplice natura, modalità di raccolta, tipologia di donatori e campioni potranno essere modificati nel tempo.
La Biobanca rappresenterà uno incentivo allo sviluppo biotecnologico e permetterà interazioni con altre Istituzioni e Gruppi di ricerca per futuri progetti e collaborazioni.

Stato dell’arte

La collezione di materiali biologici di elevata qualità (1), insieme alle informazioni clinico-anamnestiche associate al donatore (2), costituiscono uno strumento indispensabile per lo studio dei meccanismi molecolari responsabili di patologie umane mono- e multi-fattoriali.
Inoltre la raccolta dei materiali/dati è tuttavia generalmente finalizzata al solo scopo diagnostico. Tali collezioni sono raramente messe a disposizione per la ricerca e, a procedure diagnostiche completate, molti sono i materiali eliminati quali rifiuti speciali (left over tissues) (3).
Molti Paesi europei hanno già realizzato, o stanno pianificando di investire, sulla costituzione di Biobanche; alcuni esempi sono la “Biobank” istituita in Gran Bretagna nel 2003, la “Generation Scotland” che raccoglie materiale genetico da pazienti affetti da patologie varie, la UmanGenomics in Svezia ed il database medico/genetico “DeCode” predisposto dal 2000 in Islanda. Anche in Italia stanno diffondendosi archivi biologici quali le Biobanche genetiche di Telethon ed i Centri di riferimento oncologici. Da ciò emerge il grande interesse che la crioconservazione di biomateriali riveste attualmente in ambito di ricerca medica. Le Biobanche possono contribuire al progresso in campo biomedico: una Biobanca di ricerca non deve essere infatti intesa come sola opportunità di collezione di campioni biologici, o archivio di Anatomia Patologica. Essa vi si distingue per scopi, organizzazione, regole di accesso, standard di raccolta e qualità dei campioni classificati e stoccati.
Secondo le “Regulations” previste per l’European Biobank dell’Università di Maastricht, con il termine Biobanca si intende un’Unità Operativa che fornisce un servizio di conservazione e gestione del materiale biologico e dei relativi dati clinici, in accordo con un codice di buon utilizzo e di corretto comportamento e con ulteriori indirizzi forniti da Comitati Etici e Università (4). Secondo quanto affermato nel documento del 2003 sulle Biobanche genetiche stilato dalla Società Italiana di Genetica Medica (5) e nelle “Linee guida per l’istituzione e certificazione delle Biobanche” del 2006, elaborate dal Gruppo di lavoro del Comitato Nazionale per la Biosicurezza e le Biotecnologie (6), si può definire Biobanca una unità di servizio, senza scopo di lucro diretto, finalizzata alla raccolta e alla conservazione di biomateriale umano, associato ai rilevanti dati clinici, utilizzabile per ricerca e diagnosi biomolecolare.

Finalità

Scopo del progetto è la raccolta/stoccaggio di campioni biologici a supporto di ricerche in campo biomedico.
Obiettivo primario è la progettazione e realizzazione di un’unità di servizio alla ricerca: una Biobanca che si avvalga, per l’intero percorso (dal prelievo/conservazione del campione alla gestione dei dati ad esso relativi fino alla sua cessione a scopo di ricerca), di procedure validate dette Procedure Operative Standard (SOP) e/o supportate da Linee guida Internazionali (7-8).
Saranno utilizzati modelli efficaci per l’informazione al donatore e per l’acquisizione del Consenso alla donazione di materiale biologico, in osservanza delle norme/principi vigenti in materia.
Un ulteriore obiettivo sarà l’integrazione in un network di Biobanche, a scopo di un proficuo ampliamento degli scambi/collaborazioni tra medici e ricercatori.

Piano sperimentale

La realizzazione/mantenimento della Biobanca comporterà:
1) Raccolta del Consenso informato e dei dati clinico-anamnestici e strumentali
2) Raccolta del materiale biologico
3) Stoccaggio in locali idonei e dedicati
4) Creazione di un robusto sistema di tracciabilità dei materiali e di un sistema informatico gestionale dei dati correlati (inclusi i dati personali, occupazionali, ecc.)
5) Controlli di qualità.

1) Il Consenso dei pazienti donatori sarà raccolto previa consegna di una nota informativa sulle finalità e criteri etici della Biobanca, che in questo caso prevederà l’utilizzo del materiale per progetti di ricerca futuri, senza indicazione di specifiche attività di ricerca già programmate (Consenso generale).
Tale operazione sarà svolta in accordo con le strutture di degenza. Nell’elaborazione dei modelli per l’informazione al donatore e per l’acquisizione del Consenso alla donazione di materiale biologico, la Biobanca osserverà le norme ed i principi generali vigenti in materia. Tali modelli saranno utilizzati dagli utenti della Biobanca e valutati per l’eventuale modifica e/o apporto di integrazioni che si rendano necessarie in relazione alle specificità di settore. In generale, i requisiti del Consenso informato, che deve essere espresso in forma scritta (o con procedure sostitutive qualora non fosse possibile), includeranno la volontarietà dello stesso e l’assenza di coercizione nella sua concessione. Il Consenso potrà in qualunque momento essere revocato.

2) I biomateriali oggetto della raccolta saranno costituiti da tessuti sani e patologici.
Saranno raccolti e conservati:
– frammenti di tessuto solido asportati durante interventi chirurgici, ridondanti ai fini del percorso diagnostico, altrimenti eliminati quali rifiuti speciali (“left over tissues”)
– campioni provenienti da materiale donato per trapianto e non utilizzato
– sangue, urine o altri liquidi biologici (escreati, ascite, liquidi pleurici, ecc.) sia riferiti agli stessi pazienti che relativi ad altri soggetti, quali ad esempio soggetti sani coinvolti in progetti di screening
– campioni citologici, prelevati sia mediante agoaspirazione che con metodiche di raschiamento (brushing/scraping).
I biomateriali, raccolti a manovre diagnostiche ultimate, dovranno essere consegnati tempestivamente al personale della Biobanca per la conservazione.
Il tempo ottimale intercorrente tra il prelievo dei campioni chirurgici e il congelamento dovrebbe essere di circa 15-20 minuti: qualora tempi maggiori possano risultare accettabili (in base alla tipologia di campione), il dato dovrebbe essere accuratamente registrato.
Nel caso di donatori prossimi ad un intervento chirurgico, potrebbero anche essere richiesti campioni di sangue ed urine, che saranno raccolti sia il giorno antecedente l’operazione che durante il successivo iter terapeutico. Dal momento del prelievo del campione tessutale al suo stoccaggio (incluso il trasporto dal luogo del prelevamento alla sede di conservazione) i campioni saranno posti in contenitori sterili chiusi e mantenuti in ghiaccio.
Prevedendo il progetto un’apertura ad obiettivi e ricerche di molteplice natura, modalità di raccolta, tipologia di donatori e campioni potranno essere modificati nel tempo.

3) I campioni per i quali vi sia necessità, saranno congelati e stoccati in congelatori a -80°C o tanks di azoto liquido provvisti di adeguate misure di controllo della temperatura e di protezione degli accessi al locale. Dato che la conservazione dovrebbe essere effettuata entro 60 minuti dal prelievo, risulta importante la registrazione dell’ora in cui esso è avvenuto nonché il tempo trascorso fino al congelamento. Qualora non fosse possibile rispettare questi tempi il tessuto sarà messo in ghiaccio (max 2 ore) e il ritardo sarà registrato.
I campioni stoccati saranno muniti di un codice identificativo a barre (2D) e posti in scatole dedicate e contrassegnate con il numero del freezer/tank. Nel caso di più aliquote di uno stesso campione, queste saranno stoccate in scatole diverse. I dati relativi al congelamento, tipologia di tessuto e sede di stoccaggio saranno riportate sia sulle schede cartacee di accettazione che nel database della Biobanca. Le modalità di congelamento prevederanno l’utilizzo di cryovials e cryomolds con liquido conservante OCT.
Tutti gli strumenti per la conservazione dei materiali, nonché il computer contenente il database saranno situati in un locale ad accesso controllato e limitato al personale della Biobanca.
Gli strumenti saranno inoltre:
– alimentati da linea elettrica protetta con possibilità di mantenimento della tensione elettrica mediante gruppo elettrogeno di continuità.
– dotati di sistemi di registrazione della temperatura (grafici o computerizzati)
– dotati di controllo della temperatura con allarme locale acustico e in remoto con combinatore telefonico.
Sarà inoltre previsto nel locale un sistema di monitoraggio della tensione di ossigeno come misura di sicurezza connesso alla presenza di tank di azoto liquido.

4) Le informazioni raccolte ed archiviate in un database dedicato comprenderanno le seguenti tipologie:
– informazioni direttamente correlate al biomateriale (prelievo, campione, aliquota e dati di utilizzo). Descrivono le informazioni minimali sull’origine del materiale (data e ora di arrivo in laboratorio, tipologia, organo di prelievo, quantità, ecc.), le informazioni sulla conservazione del materiale (tipo di manipolazione, coordinate all’interno dei contenitori di conservazione, modalità di stoccaggio, ecc.) e registrano i dati di utilizzo (identificativi dell’istituzione e del progetto di studio che ne ha richiesto l’utilizzo, richiesta, ecc.);
– dati patologici relativi al biomateriale (diagnosi istologica, marcatori immunoistochimici e biomarcatori, ecc.);
– dati associati al paziente: anagrafici e sensibili (es. attività lavorativa);
– dati clinici relativi al biomateriale (diagnosi e decorsi patologici, ecc.).
Il sistema informatico gestionale della Biobanca sarà strutturato in modo da:
– permettere la correlazione fra materiale conservato e donatore
– registrare la fonte di origine del materiale (interventi diagnostici o terapeutici, donazione spontanea ai fini della ricerca o per trapianti, ecc.)
– memorizzare i dettagli del materiale inclusi la tipologia (tessuto, sangue, ecc.) ed il tipo di campione (tessuto normale, tumorale, ecc.)
– registrare le coordinate del materiale rispetto al luogo di conservazione (freezer/tank, ripiano, scatola)
– assegnare un identificativo univoco al materiale attraverso una codifica a barre (codice 2D)
– registrare i movimenti del materiale (quantità prelevate per studio, finalità e identificativo dello studio)
– permettere una correlazione fra materiale ed informazioni cliniche, patologiche ed eventualmente molecolari.
Il sistema di raccolta garantirà inoltre un elevato livello di sicurezza; saranno adottate misure di controllo del trasferimento delle informazioni e di autenticazione degli accessi.

5) Allo scadere del primo anno verranno effettuati controlli di qualità sull’1% dei materiali, che comprenderanno:
– caratteristiche proprie del campione (anche in relazione ad un già effettuato utilizzo)
– quantità di campione in rimanenza
– corretta locazione/archiviazione dei campioni
I controlli della strumentazione saranno periodici (cadenza mensile).

Organigramma

Imprescindibile ai fini del progetto sarà la definizione dell’organigramma della Biobanca che, imponendosi come “unità di servizio”, si denota appunto per i suoi parametri organizzativi rispetto alle Raccolte di biomateriali. La struttura organizzativa dovrà prevedere le seguenti figure:
a. Comitato Scientifico o Responsabile della Biobanca
b. Responsabile della raccolta dei Consensi e trattamento dei dati
c. Responsabile della raccolta, archiviazione e qualità dei campioni e delle informazioni correlate
d. Comitato Etico

a. Compiti del Comitato Scientifico o Responsabile della Biobanca includeranno:
– il coordinamento e la verifica della corretta gestione della biobanca
– la gestione del budget;
– la verifica della corretta cessione del biomateriale per progetti di ricerca e l’utilizzo del campione in conformità al Consenso prestato.

b. Al responsabile della raccolta e trattamento dei dati competeranno:
– l’identificazione dei potenziali donatori di materiale biologico
– l’informazione dei pazienti circa le finalità della Biobanca
– la raccolta del Consenso informato prima che il materiale biologico sia utilizzato ai fini di ricerca
– la registrazione dei Consensi informati nel software della biobanca
– la corretta archiviazione dei Consensi in appositi locali ad accesso controllato
– la verifica del trattamento dei dati personali nel rispetto delle normative vigenti (D. Lgs. 196/2003, c.d. Codice della Privacy)
– l’aggiornamento ed eventuale modifica dei modelli per una più efficace informazione al donatore, in cooperazione con i Comitati Scientifico ed Etico e con il Responsabile della raccolta, archiviazione e qualità dei campioni.

c. Gli adempimenti riguarderanno:
– recupero del materiale biologico dalle varie unità operative
– stoccaggio e conservazione, compresa la responsabilità sulla qualità del campione
– verifica dell’accuratezza dei dati clinici e molecolari associati ai campioni, in collaborazione con il Comitato Scientifico o Responsabile della Biobanca
– svolgimento dei controlli di qualità del biomateriale archiviato
– controllo della funzionalità della strumentazione per crioconservazione e verifica che vengano effettuati i controlli periodici.

d. Il Comitato Etico esprimerà la propria valutazione sull’utilizzo dei materiali stoccati e dati archiviati. Sarà inoltre deputato alla valutazione dei progetti di ricerca per i quali si richieda l’utilizzo dei campioni, garantendo che questi raggiungano una soglia di qualità scientifica secondo parametri di valutazione prestabiliti. Il Comitato Etico dovrà provvedere anche alla stipula del Material Transfer Agreement (MTA), documento che regola le modalità di impiego dei materiali (e/o dati relativi associati) forniti e stabilisce l’obbligo per i ricercatori di dare informazioni circa i risultati ottenuti dagli studi condotti. Il Comitato Etico stabilirà la priorità in caso della richiesta di un medesimo materiale da più soggetti contemporaneamente.

Per garantire un migliore sostegno della ricerca ed incentivare un ampliamento degli scambi e collaborazioni tra medici e ricercatori, si prevede l’integrazione in un network di Biobanche quale il nodo italiano del “Biobanking and Biomolecular Resources Research Infrastructure” (BBMRI). Per tale scopo ci si avvarrà di mezzi telematici ed informatici (presenza di database cartacei ed elettronici) per garantire sia una ottimale e sicura trasmissione delle informazioni associate ai campioni che la tutela del loro utilizzo.

Risultati attesi e potenziali ricadute

La disponibilità di biomateriali da ampie collezioni di casistiche ben caratterizzate dal punto di vista istopatologico (diagnosi istopatologica, espressione di marcatori, ecc) e clinico (anamnesi, terapia primaria chirurgica, terapie adiuvanti e sopravvivenza) e raccolti e conservati nella Biobanca nel rispetto di norme etiche e di qualità possono essere utili ai ricercatori per:
– indagini di biologia molecolare (genomica e proteomica) allo scopo di identificare:
aspetti biologici intrinseci delle varie patologie
diversi profili di rischio di recidiva e morte dei pazienti
profili di sensibilità a specifiche terapie
– indagini di epidemiologia molecolare
– lo studio di malattie genetiche a basi sia complesse che mono-fattoriali
– sviluppare e validare metodiche diagnostiche innovative.

La Biobanca permetterà inoltre interazioni con altre Istituzioni e Gruppi di ricerca per futuri progetti e collaborazioni. Tale finalità verrà perseguita mediante il collegamento ad altre Biobanche analoghe sul territorio Nazionale (adesione ad un network di Biobanche).

Bibliografia

1) Hofman P, Bréchot C, Zatloukal K, Dagher G, Clément B. 2014. Public-private relationships in biobanking: a still underestimated key component of open innovation. Virchows Arch; 464(1):3-9.
2) Raccomandazione n.4 del 2006 del Consiglio d’Europa.
3) Womack C., Mager S.R. 2014. Human biological sample biobanking to support tissue biomarkers in pharmaceutical research and development. Methods: S1046-2023(14)00024-3.
4) Opinion of the European Group on Ethics in Science and New Technologies to the European Commission. “Ethical aspects of human tissue banking”. N. 11; 21 July 1998.
5) http://sigu.univr.it/sigu/html/documenti/index.shtml
6) http://www.governo.it/biotecnologie/documenti/7.biobanche.pdf
7) Organisation for Economic Co-operation and Development. OECD Guidelines on Human Biobanks and Genetic Research Databases. Paris: OECD, 2009.
8) International Society for Biological and Environmental Repositories. 2012 best practices for repositories: collection, storage, retrieval, and distribution of biological materials for research. Biopreserv Biobank 2012; 10:79-161.

Relazione 1° anno Biobanca