Scienze mediche applicate

1.METODOLOGIA DELLA RICERCA SCIENTIFICA

CATEGORIE DELLA RICERCA

Ricerca DI BASE: ha lo scopo di ampliare le conoscenze in uno specifico campo. Non prevede

➢ un’applicabilità immediata. È sia teorica sia sperimentale. Si generano nuove ipotesi e teorie fornendo

le basi per ulteriori ricerche con ricadute applicative + immediate.

Ricerca CLINICA: attinente a problematiche e quesiti di natura clinica. Prevede spesso un’applicabilità

➢ anche se non sempre è guidata da questo aspetto. Viene applicata allo studio di esseri umani e

pazienti, procedure mediche e organizzative dell’ospedale, studi epidemiologici e farmacologici.

Quindi in generale studia interventi medici volti a migliorare la risposta terapeutica del paziente in

ambito sanitario, medico e farmaceutico.

Ricerca APPLICATA: guidata da uno scopo applicativo e finalizzata. È lo strumento della maggior parte

➢ dei progetti finanziati, quindi è lo strumento per R&D (Ricerca e Sviluppo) delle aziende

Ricerca TRASLAZIONALE: ha l’obiettivo di passare rapidamente e in modo efficace dalle scoperte

➢ scientifiche al mondo reale, trasformando quindi i risultati di laboratorio in soluzioni concrete per la

salute e la tecnologia.

Crea connessioni e multidisciplinarità, perché favorisce la collaborazione tra università, ospedali e

aziende.

RICERCA PRE-CLINICA: viene preceduta dalla ricerca di base e vengono fatti studi in vitro su cellule, in vivo su

animali o in silico (simulazioni)

Precede la ricerca clinica, ovvero precede la sperimentazione sull’uomo e ha lo scopo di valutare la sicurezza,

l’efficacia e i meccanismi d’azione di un farmaco, di un dispositivo medico o di una nuova tecnologia.

La ricerca pre-clinica mira a:

Verificare la sicurezza biologica (biocompatibilità e tossicità)

➢ Valutare l’efficacia

➢ Identificare possibili effetti avversi

➢ Monitoraggio

➢

STEP DELLA RICERCA BIOMEDICA

1) Ricerca e sviluppo

2) Studi pre-clinici

3) Trial Clinici

4) Approvazioni e Review

5) Marketing e vendita

METODO SCIENTIFICO

1) Osservazione del fenomeno: è necessaria la conoscenza del background scientifico per formulare

meglio il quesito e definire il campo di analisi

2) Quesito: vengono poste delle domande per portare avanti la conoscenza. Se il quesito è mal posto la

ricerca è inconcludente.

3) Formulazione ipotesi: ipotesi che deve essere dimostrata o confutata con strumenti che valutano le

grandezze misurabili qualitative e quantitative

4) Allestimento disegno sperimentale: definire il design dell’esperimento che porta alla collezione di dati

di analisi

5) Conduzione esperimenti e registrazione dei dati: trovare la relazione o un rapporto causa-effetto tra le

variabili indipendenti manipolate e quelle dipendenti ottenute.

6) Analisi dei risultati: analisi statistica dei dati, definendo ciò che è o non è statisticamente significativo

7) Conclusione: interpretazione dei dati ottenuti e delle leggi dimostrate (scritte nel modo + generale

possibile per ampliare la conoscenza)

SERENDIPITY= capacità di fare scoperte inattese mentre si sta cercando qualcos’altro

ELEMENTI DI ANALISI STATISTICA APPLICATA

L’ANALISI STATISTICA APPLICATA consiste nella raccolta dei dati delle variabili da analizzare per interpretare

risultati e trarre delle conclusioni affidabili.

L’analisi statistica permette di confrontare le distribuzioni di parametri e variabili e vedere se ci sono differenze

statisticamente significative e quindi non dovute al caso.

DISTRIBUZIONE DI VARIABILI E ANALISI DI POPOLAZIONI

L’analisi viene svolta su un campione rappresentativo della popolazione, che deve essere scelto

accuratamente e deve essere il + eterogeneo possibile.

Le variabili analizzate possono essere:

• Quantitative: assumono valori infiniti e continui (es. livelli di glucosio)-->implicano la presenza di un

metodo di misurazione strutturato

Le possono avere 2 tipologie di distribuzioni:

GAUSSIANA o parametrica

→distribuzione ( ± ).

Si può fare un confronto tra 2 gruppi (usando il t student) oppure un confronto tra + di 2 gruppi (con test

ANOVA) NON PARAMETRICA (Mediana, 25-75 percentile)

→distribuzione

Si può fare un confronto tra 2 gruppi (con test di U Mann-Whitney) oppure un confronto tra + di 2 gruppi

(con test di Kruskal-Wallis)

• Qualitative: assumono valori discreti (es. sesso)-->raccolte tramite tramite questionari, quindi sono un

dato meno specifico. Viene fatta l’analisi del chi quadro.

Tutte queste analisi restituiscono un certo p-value e se questo è <0.05 vuol dire che si ha una differenza

significativa.

VARIABILITA’ ANALITICA

Dipende da:

• PRECISIONE: si valuta in base alla concordanza tra misure ripetute. È espressa dagli indici di

dispersione (varianza, deviazione standard, …)

• ACCURATEZZA: si valuta in base alla concordata tra il valore medio della misura e il valore atteso

(valore reale). È espressa dall’errore

• SENSIBILITA’ ANALITICA: è la minima quantità di un analita rilevabile in un campione

• SENSIBILITA’ DIAGNOSTICA: è la probabilità che un individuo malato risulti positivo al test, quindi è la

capacità di identificare correttamente gli individui malati

• SPECIFICITA’ ANALITICA: capacità di distinguere una sostanza da possibili interferenze

• SPECIFICITA’ DIAGNOSTICA: è la probabilità che un individuo sano risulti negativo al test, quindi è la

capacità di identificare correttamente gli individui sani.

• RIPRODUCIBILITA’: un test è riproducibile quando, cambiando le condizioni sperimentali, si ottiene

comunque lo stesso risultato

• RIPETIBILITA’: un test è ripetibile se ogni volta che viene fatto si ottiene lo stesso risultato

Un test ottimale dovrebbe essere contemporaneamente molto sensibile e molto specifico.

In uno stesso test, la specificità e la sensibilità sono due caratteristiche INTER-dipendenti, ovvero quando una

si abbassa l’altra si alza e viceversa.

Si dà priorità all’una o all’altra sulla base delle nostre esigenze, quindi se si sta escludendo una patologia

(sensibilità maggiore) o facendo diagnosi (specificità maggiore).

PROGETTAZIONE

FINANZIAMENTI I finanziamenti possono essere:

Pubblici e nazionali: es. ministero della salute, bandi regioni

➢ Arrivare da enti e fondazioni private: es. banche, Telethon, AIRC

➢ Europei: es. Horizon Europe 2021-2028

➢

BANDO (Call): ogni bando è diverso perché risponde alle richieste dell’ente finanziatore.

Anche se ogni bando è diverso, ci sono comunque dei criteri di base comuni a tutte le tipologie di bando,

ovvero: i progetti devono essere innovativi

→Eccellenza:

a livello sociale di ricerca ed economico

→Impatto: si riferisce al management del progetto stesso

→Implementazione:

Chi risponde al bando deve avere un’IDEA PROGETTUALE che deve essere:

• Innovativa

• Rispondere al problema

• Fattibile

• Avere un impatto sociale, economico e di ricerca

FASI DELLA STRUTTURAZIONE DEL PROGETTO

1. Presentazione del soggetto proponente e del partner

2. Contesto: vengono indicati gli obiettivi generali UE

3. Motivazioni della proposta (analisi dei problemi) e beneficiari

4. Analisi del settore

5. Descrizione del progetto: ovvero vengono specificati gli obiettivi e la strategia per raggiungerli

6. Risultati attesi

7. Ipotesi e rischi

8. Implementazione (struttura, durata, valutazione, piano finanziario)

Per comprendere se sia conveniente o meno portare avanti un’idea progettuale, si può utilizzare l’ANALISI

SWOT, caratterizzata da un diagramma a 4 quadranti che aiuta a organizzare il progetto:

1) Forza: punti di forza del progetto Appartengono all’ambiente interno del progetto

2) Debolezza: punti di debolezza del progetto Appartengono all’ambiente esterno

3) Opportunità: opportunità in cui il progetto si può muovere del progetto

4) Minacce: problematiche che vanno a influenzare il progetto

APPLICATION FORM

L’APPLICATION FORM è un modulo di candidatura che una persona compila per fare una richiesta ufficiale di

qualcosa. La struttura dell’application form è:

ANALISI DEL CONTESTO: priorità del programma, analisi dei problemi e esperienze pregresse

➢ DESCRIZIONE DEL PROGETTO: si evidenzia qual è il target chi sono i beneficiari

➢ STRUMENTI DI GESTIONE: sistemi di monitoraggio e valutazione, pianificazione

➢ FATTIBILITA’ E SOSTENIBILITA’: se è fattibile a livello economico, ambientale e sociale. Vengono valutati

➢ i rischi

Già in fase di elaborazione dell’Application Form devo avere ben chiara la problematica e gli OBIETTIVI devono

quindi essere ben identificati, semplici, immediati e chiari. Ogni obiettivo deve essere SMART, ovvero:

S: specifico

M: misurabile

A: raggiungibile (achievable)

R: realistico , T: pianificato (timetable)

Il processo di elaborazione del quesito e del progetto è costituito da diversi step:

Identificare i problemi di una situazione

o Identificare le relazioni causa-effetto

o Trasformare i problemi in obiettivi, per passare da una situazione negativa attuale a una situazione

o desiderata futura

Identificare strategie che agiscano sulle cause-effetto

o

Per STRUTTURARE CORRETTAMENTE un PROGETTO, si deve:

Definire obbiettivi chiari PERCHE’

➢ →

Devono essere definiti sia gli obiettivi generali (a lungo termine, oltre la durata del progetto) e gli

obiettivi specifici (da realizzare durante l’implementazione del progetto)

Definire i risultati misurabili COSA

➢ →

Due parametri per monitorare l’implementazione del progetto sono:

qualsiasi risultato che rappresenta la terminazione di un’attività del progetto (quindi

→DERIVABLES:

indica il risultato atteso)

punti di controllo che permettono di tracciare il progresso

→MILESTONES:

Pianificare le attività

➢ →QUANDO

Mediante WBS e diagramma di Gantt

Definire i ruoli e le responsabilità del team

➢ →CHI

I progetti possono essere con PI, quindi guidati da un singolo team di ricerca oppure possono essere

progetti COLLABORATIVI, che coinvolgono + partner (università, enti di ricerca, ospedali, aziende)

Assegnare le risorse (budget per attività e partner)→QUANTO

➢

WORK BREAKDWOWN STRUCTURE (WBS)

L’organizzazione del progetto si basa sulla scomposizione gerarchica del lavoro da eseguire in componenti +

piccoli. Il progetto è strutturato gerarchicamente in Work Package (WP), ovvero in sottoprogetti.

Ciascun WP (sottoprogetto) ha il proprio obiettivo, i propri risultati ed è articolato in task specifici.

I sottoprogetti nel loro insieme concorrono

all’obiettivo finale e devono essere tra loro il +

indipendenti possibile, in questo modo se un sotto-

progetto non raggiunge l’obiettivo, non salta l’intero

progetto.

Per ciascun WP e Task devono essere delineate le tempistiche e le risorse necessarie.

Per ottenere una rappresentazione temporale delle attività, si utilizza il DIAGRAMMA DI GANTT, che consente

di avere sotto controllo tutti i sotto-progetti contemporaneamente e ottimizzare i tempi.

SCHEMA DI UN PROGETTO DI RICERCA

> Titolo e acronimo: il titolo deve essere riassuntivo degli obiettivi del progetto, deve essere accattivante e

suggerire innovazione.

> Abstract: deve essere sintetico e riassumere i punti fondamentali del progetto

> Stato dell’arte: deve essere sintetico e inquadrare il problema nel contesto, delineando un filo

conduttore che porta al progetto e individuando in cosa il progetto fa procedere oltre lo stato dell’arte

> Dati preliminari (analisi del contesto): rinforzano la fattibilità

> Formulazione dell’ipotesi dimostrata dal progetto

> Obiettivi (scomposizione in sotto-progetti): l’obiettivo primario generale deve essere d’impatto e i

corrispondenti WP devono essere dettagliati.

> Disegno sperimentale:il progetto viene organizzato seguendo la struttura WBS, quindi vengono

specificati i WP e i vari task. Per ogni task (attività) vengono specificati: metodologia, budget e risorse

> Metodologia:

> Approvazioni da parte del comitato etico:

i progetti che coinvolgono i pazienti, deve essere fatta una richiesta al comitato etico locale, in

→per

particolare si deve mandare la domanda AOUC (Azienda Ospedaliero-Universitaria Careggi), ovvero

una domanda che prevede la descrizione dello studio, il consenso scritto da dare al paziente e

l’informativa

per progetti che richiedono l’uso di protocolli su animali la richiesta deve essere fatta al

→mentre

Ministero della Salute, in particolare si deve mandare una domanda che prevede:

• Descrizione dello studio

• Dettaglio del trattamento animale

• Principio delle 3R:

Replacement= lo scopo finale deve essere la sostituzione degli animali (test in vivo)con altri

metodi (in vitro)

Reduction=ridurre al minimo il numero di animali utilizzati

Refinement= raffinamento delle condizioni sperimentali per ridurre il + possibile la sofferenza

dell’animale

> Implementazione: descrivere la struttura complessiva del piano di lavoro, indicando le tempistiche (per

es. con il diagramma di Gantt).

Gli schemi organizzativi possono essere:

• Diagramma di PERT: evidenzia le connessioni logiche tra le varie attività (task) del progetto

• Diagramma di GANTT: consente di vedere i sottoprogetti e le loro attività nel tempo

• Graphical Abstract: grafico che permette di visualizzare tutti i passaggi del progetto in modo

visivo e intutivo

Deve includere un elenco di milestone e una tabella di rischi/criticità.

RISCHIO= evento o condizione incerta che, se si dovesse verificare, avrebbe un effetto negativo o

positivo su 1 o + obiettivi di progetto. Il rischio è quindi composto da due elementi:

1) Probabilità che tale evento si verifichi

2) Impatto: vantaggio o svantaggio che deriva dall’evento verificato

Rischio= matrice probabilità / impatto

> Fattibilità e management:

> Impatto e risultati attesi:

impatto si può dividere in:

• Impatto di conoscenza a livello scientifico, quindi di ricerca

• Impatto economico

• Impatto sociale

Per quantificare i risultati e quindi valutare l’efficacia del progetto si utilizzano gli indicatore KI (Key

Perfomance Indicators). Le milestone possono essere KPI.

> Innovazione:

> Traslazionalità:

> Risorse e strutture:

> Budget (risorse e personale)

> Sostenibilità (dopo il finanziamento): l’analisi della sostenibilità permette di analizzare le prospettive

che il progetto apre per il futuro.

La misurazione di quanto si è prossimi (vicini) a immettere il prodotto nel mercato è detta TRL

(Technology Readiness Level), che indica il grado di maturità del prodotto sviluppato nel progetto di

ricerca

ARTICOLO SCIENTIFICO

Il WORKFLOW della ricerca scientifica prevede:

1) Ipotesi

2) Verifica sperimentale

3) Analisi dei dati

4) Discussione dei dati

5) Stesura articolo scientifico

6) Processo di revisione

7) Pubblicazione

LETTURA CRITICA

La lettura critica dell’articolo scientifico è ‘applicazione di regole oggettive a uno studio per valutarne la validità

dei dati, la completezza, i metodi, le procedure, le conclusioni, il rispetto e i principi etici.

Per fare una lettura critica è importante conoscere i vari tipi di studi e la PIRAMIDE DELLE PROVE DI

EFFICACIA, ovvero un modello che permette di classificare gli studi in base all’affidabilità dei risultati (+ è alto

+ è affidabile). Ci sono vari “TRABOCCHETTI” degli articoli scientifici a cui si deve fare attenzione:

Esiti multipli e surrogati: bisogna prestare attenzione a quali sono gli esiti valutati (end point), è

➢ importante che non siano surrogati.

Ad esempio la riduzione della massa tumorale invece di sopravvivenza o mortalità→ non è detto che la

riduzione della massa porti per forza alla sopravvivenza (non dimostra sopravvivenza)

Presentazione dei risultati

➢ Analisi a posteriori: devono essere fatti test statistici sui parametri fondamentali della ricerca specifica

➢ e i risultati devono essere statisticamente significativi

Bias di pubblicazione: si tende a omettere risultati avversi, privilegiando quelli positivi

➢ Problema delle frodi scientifiche: ovvero manomissioni volontarie dei dati

➢

STRUTTURA ARTICOLO SCIENTIFICO

1) Titolo: adattato in base al contesto

2) Abstract: breve riassunto, che comprende lo scopo, le metodologie utilizzate, i risultati + rilevanti e le

conclusioni. Può essere strutturato in paragrafi oppure non strutturato

3) Introduzione: comprende la definizione del problema scientifico (di cosa stiamo parlando), la revisione

critica della letteratura ovvero lo stato dell’arte (cosa è stato fatto prima) e lo scopo dell’articolo.

4) Materiali e metodi: descrizione delle metodologie utilizzate, della strumentazione e analisi statistica

5) Risultati: iconografia, ovvero si cerca di rimettere insieme tutti i dati tramite figure, grafici, tabelle. Viene

dimostrata l’ipotesi inziale.

6) Discussione: commento dei risultati ottenuti in base alle evidenze sperimentali già presenti in

letteratura. Si cerca di ammettere i limiti dello studio, esaltando comunque il dato eclatante

7) Conclusioni:

8) Bibliografia: elenco di tutte le fonti scientifiche consultate per la stesura dell’articolo. Lo schema per

riportare un articolo in bibliografia è il seguente: autori, titolo, rivista, volume, pagine.

Per una ricerca bibliografica possono consultare:

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