BBMRI

Banka klinických vzorků - BBMRI_CZ

Název výzkumné infrastruktury: Banka klinických vzorků; Projekt BBMRI_CZ jako česká část velké distribuované výzkumné infrastruktury pan-evropského významu BBMRI-ERIC: vytvoření a provoz sítě bank biologického materiálu pro biomedicínský výzkum

Akronym výzkumné infrastruktury: BBMRI_CZ

Výzkumné oblasti: národní priority orientovaného výzkumu, čl 3.5, základní a translační výzkum rakoviny, nádorová biologie, biomarkery nádoru a hostitele, nádorová epidemiologie, farmakologie a individualizace terapie

Hostitelská instituce: Masarykův onkologický ústav, Žlutý kopec 7, 656 53 Brno

Statutární orgán: prof. MUDr. Jan Žaloudík, CSc., ředitel, Masarykův onkologický ústav, Žlutý kopec 7, 656 53 Brno

Hlavní řešitel: doc. MUDr. Dalibor Valík, Ph.D., výkonný ředitel RECAMO, Regionální centrum aplikované molekulární onkologie (RECAMO), národní koordinátor, BBMRI_CZ, Masarykův onkologický ústav, Žlutý kopec 7, 656 53 Brno

Popis výzkumné infrastruktury

Zdravotnictví čelí celosvětově exponenciálnímu růstu stárnoucí populace a zvyšující se incidenci nádorových a chronických onemocnění. Veřejné zdraví představuje výzvu pro vznik nových technologií a nástrojů, které se budou podílet na zkvalitňování diagnostiky, prevence, léčby chorob, a povedou k pokroku směřující k personalizované medicíně. Potenciál těchto technologií bude však využit pouze tehdy, budou-li dostupné ucelené kolekce lidských tkání, buněk a související klinické údaje.

Nádorová onemocnění představují v České republice jednu z hlavních hrozeb pro lidské zdraví. Česká republika je celosvětově na předním místě ve výskytu určitých nádorových onemocnění jako je například karcinom tlustého střeva a konečníku. Výchozí ideou pro založení BBMRI_CZ byl záměr podpořit národní vědeckou komunitu dostupností biologického materiálu získaného od pacientů s diagnózami, které aktuálně představují největší nebezpečí pro obyvatelstvo České republiky. Současně s rostoucím objemem výzkumu, jeho aplikace a souvisejícími náklady na cílenou protinádorovou léčbu se bezprostředně objevuje potřeba zkvalitnit vědecké výsledky a zkrátit dobu mezi výzkumem a klinickým využitím těchto výsledků. Pouze vysoce kvalitní výsledky mohou vést k využití nových diagnostických a terapeutických cílů. Ve světle některých recentních publikacích popisujících nedostatečnou reprodukovatelnost vědeckých výsledků (http://www.nature.com/news/reproducibility-1.17552) si BBMRI komunita uvědomuje, že celková kvalita zdrojového materiálu pro jakoukoliv oblast biomedicínského výzkumu představuje kritický parametr výzkumných výstupů.

Význam výzkumné infrastruktury

Biologický materiál (buňky, tkáně a další biomolekulární materiál – protilátky, sondy, reagencie) je nezbytný pro pokroky ve výzkumu a vývoji biotechnologií v oblasti medicíny a přírodních věd, které umožní posun od stratifikované medicíny k medicíně personalizované. Banky biologického materiálu, které jsou součástí systému BBMRI_CZ, jsou klíčovým zdrojem materiálu potřebného pro výzkum zaměřený na zjištění etiologie a genetického pozadí chorob, zlepšení diagnostiky, prevence a personalizaci léčby (konkrétně nádorových onemocnění) a celkově zlepšení veřejného zdraví. Aby výzkum poskytl relevantní výsledky, je zapotřebí testovat velké soubory pacientů, a tudíž zpracovat velké množství biologického materiálu.

Dostupnost zdrojů cenného biologického materiálu se stala dominantním parametrem ovlivňujícím kvalitu výsledků klinického výzkumu v kontextu “ESFRI discovery pipeline” (výzkumné infrastruktury BBMRI>EATRIS/NCLG>ECRIN). Z tohoto důvodu je nutné vytvořit integrovanou subsíť bank biologického materiálu splňující standardy kompatibilní s designem klinických studií (fáze I/II/III). Studie tohoto typu jsou nezbytné pro zavedení a validaci klinicky relevantních biomarkerů do lékařské praxe. Banky biologického materiálu poskytují kromě vysoce kvalitního biologického materiálu současně i informace o zdravotním stavu dárců (pacientů). Systém bank biologického materiálu je novým a významným nástrojem moderního výzkumu díky zárukám kvality poskytovaného materiálu a dodržování etických norem.

Praktické příklady významu a důležitosti výzkumných inovací, na nichž se výzkumná infrastruktura podílí, zahrnují:

  • rozšíření znalostí patogeneze zhoubných nemocí zlepšením kategorizace pacientů a zavedením nových technologií, které vycházejí ze znalostí získaných z provozu bank biologického materiálu.
  • získání nových znalostí v oblasti odpovědi na léčbu nádorových onemocnění u skupin pacientů kategorizovaných podle výše uvedeného postupu.
  • rozšíření znalostí v oblasti regionální a národní epidemiologie často se vyskytujících nádorových onemocnění s důraznějším zaměřením na premaligní léze a podmínky rozvoje onemocnění
  • nastavení dlouhodobých podmínek pro skladování biologického materiálu včetně vzácně se vyskytujících případů diagnóz, které mohou představovat neocenitelné zdroje nových informací týkajících se onemocnění a jeho průběhu (např. Oslejskova H, et al., J Pediatr Hematol Oncol. 2008 Sep;30(9):689-91)
  • nastavení celkových podmínek pro provedení vysoce kvalitního translačního výzkumu na komplexně charakterizovaných souborech vzorků.
  • zlepšení přístupu partnerů z oblasti průmyslu k repozitářům biologického materiálu skrze mechanismy, jako jsou např. „Expert Centres“ (Eur J Hum Genet. 2015 Jul;23(7):893-900) nebo prostřednictvím dohod mezi akademickou a průmyslovou sférou a umožnit tak hodnocení a testování nových diagnostických procedur, jako jsou laboratorní testy a „companion diagnostics“ (teranostika) pro vysoce nákladnou léčbu nádorových onemocnění.

Hlavním smyslem této výzkumné infrastruktury je tedy provozovat a rozvíjet pod gescí banky biologického materiálu MOÚ síť výzkumných biobank přidružených k lékařským fakultám a specializovaným zdravotnickým pracovištím, které budou dlouhodobě uchovávat biologický materiál onkologických pacientů, který by jinak byl pro budoucí biologický a medicínský výzkum nenávratně ztracen. Partnerskými smluvními institucemi jsou: 1. LF UK Praha, LF UK Hradec Králové, LF UK Plzeň a LF UP Olomouc.

Návaznost na mezinárodní výzkumný prostor

Významné mezinárodní návaznosti české části infrastruktury BBMRI bylo dosaženo založením konsorcia BBMRI-ERIC, v němž je pozice České republiky statutárně zakotvena v zakládajícím dokumentu BBMRI-ERIC (2013/701/EU). Česká část infrastruktury, BBMRI_CZ, se tak aktivně podílí na řízení konsorcia cestou jeho „Assembly of Members“ a dále pak na jeho exekutivních činnostech cestou svého Národního uzlu. Jde zejména o koncepční činnosti, strategie vědeckého rozvoje, operativní činnost BBMRI-ERIC Management Committee, a dále odborných skupin, tzv. Common Services, konkrétně CS IT a CS ELSI. Cestou těchto orgánů má česká část infrastruktury přímý vliv na vědecké a provozní směřování konsorcia BBMRI-ERIC. Následující diagram zobrazuje členské státy BBMRI-ERIC a pozorovatelské subjekty.

BBMRI_ERIC map

Obr. 1. Členské státy BBMRI-ERIC a pozorovatelské subjekty. Mezi členské státy BBMRI-ERIC (tmavě modrá) patří Belgie, Česká republika, Estonsko, Finsko, Francie, Itálie, Malta, Nizozemsko, Rakousko, Řecko, Spolková republika Německo a Švédsko a nově i Spojené království Velké Británie a Severního Irska. Pozorovatelské subjekty (světle modrá) zahrnují Norsko, Polsko, Švýcarsko a Turecko.

Mimo aktivity BBMRI_CZ jako zakládajícího člena konsorcia se Národní uzel i partnerské instituce podílejí na řadě mezinárodních spoluprácí směřujících k rozvoji klinicky orientovaného biologického a medicínského výzkumu.

Využití a výstupy výzkumné infrastruktury včetně významu pro vývoj nových technologií

Primární vizí a současně ústředním výstupem procesů bank biologického materiálu je „přidaná hodnota orientovaná k pacientovi“. Tou může být nově získaná znalost o epidemiologii nebo etiopatogenezi určité choroby, nový diagnostický postup, nový nebo inovovaný terapeutický postup, nebo inovovaný postup teranostický, tj. takový, jenž integruje diagnostiku a terapii podle specifického biologického cíle, jenž je současně cílem léčebným. Všechny tyto výstupy jsou klíčovou podmínkou moderního směru nazývaného „personalized/precision medicine“; (http://ec.europa.eu/research/participants/data/ref/h2020/wp/2016_2017/main/h2020-wp1617-health_en.pdf).

 

Následující diagram popisuje životní cyklus výzkumného biologického vzorku ve vztahu ke zdroji, biorepozitáři a uživatelům.

diagram from patient perspective

Výzkumná infrastruktura BBMRI_CZ zajišťuje pro potřeby české vědecké komunity vysoce kvalitní biologický materiál, který je využíván pro účely výzkumných projektů probíhajících na partnerských institucích. Je nezbytné, aby tyto zdroje byly dostupné českým akademickým i zdravotnickým výzkumným pracovištím z důvodu jejich konkurenceschopnosti na národní i mezinárodní úrovni (grantové agentury, Horizon2020, atd.; předpokládá se 150-200 akademických subjektů na základě hodnocení výzkumných institucí, které vychází především z počtu příspěvků v RIV (odborné články, patenty, atd.)).

  • Primárními uživateli infrastruktury jsou autorizované a ověřené subjekty, které se přímo podílejí na výzkumu s využitím veškerých zdrojů biologického materiálu. Tato skupina je potenciálně veliká a cílem infrastruktury je její rozšíření a zvýšení produktivity výzkumu a usnadnění aplikace získaných výsledků v klinické praxi.
  • Sekundární uživatele představují ti, kteří spotřebují primární produkt a na jeho základě vytvoří jeho přidanou hodnotu (tj. využívají SOP, norem nebo pokynů nebo vycházejí z vědeckých výstupů, jako jsou odborné publikace při své další práci a publikační činnosti). Tato skupina uživatelů je neomezená a její rozsah může být odhadován na základě citací odborné literatury, pokynů a dalších psaných a veřejných dokumentů vzniklých v návaznosti na výzkumnou činnost vycházející ze spolupráce s bankami biologického materiálu.

Výzkumné a jiné spolupráce výzkumné infrastruktury

BBMRI-ERIC je v současnosti evropským právnickým subjektem založeným za účelem sladit aktivity bank biologického materiálu v Evropě a posílit spolupráci mezi základním a aplikovaným výzkumem. Účast České republiky probíhá v souladu s portfoliem a aktivitami BBMRI-ERIC. Portfolio služeb, přístupů a výzkumných aktivit je definováno příslušnými dokumenty BBMRI-ERIC. Primárním cílem BBMRI_CZ je zastávat politiku evropských bank biologického materiálu a implementovat ji v místě, jak je ustanoveno statutárním orgánem (AoM, Assembly of Members) a řídícím orgánem (Management Committee).

Přímá mezinárodní spolupráce je realizována:

  • cestou aktivních účastí na mezinárodních kongresech a konferencích v rámci BBMRI-ERIC i mimo něj, aktivním podílem na tvorbě dokumentu Work Programme 2016, který je následně závazným pro členy konsorcia BBMRI, aktivní činností v rámci jednotlivých „workpackages” celkového pracovního plánu – v této oblasti je BBMRI_CZ aktivní v pracovním balíčku “clinical biobanks”, resp. balíčku “access”.
  • v rámci „Common Services“ je česká část infrastruktury aktivní zejména ve skupině CS IT zaměřené na informatickou problematiku provozu bank biologického materiálu, datové toky a integraci s klinickými daty – to vše za zajištění potřebné datové bezpečnosti, integrity a adherence k etickým regulačním normám. Nově vyvinutý datový nástroj https://index.bbmri.cz se v současné době diskutuje mezi členy konsorcia jako možný prostředek, jak rozšířit datové nástroje na vyhledávání sestav klinických vzorků již pro konkrétní výzkumné projekty.
  • aktivní účastí na přípravě projektů H2020, jako ADOPT BBMRI ERIC a projekt EGI.
  • aktivní účastí na tvorbě nových normativů pro provoz bank biologického materiálu, aktivní podíl na tvorbě standardů – ISO/TC norem ohledně správného zacházení se vzorky, jeho zpracování a uchování a systému managementu kvality v bance biologického materiálu, přenos těchto norem do klinické praxe (preanalytická fáze – odběr vzorků na klinickém pracovišti).
  • jednotlivé partnerské instituce realizují řadu dlouhodobých spoluprací v oblastech jejich specifických expertíz, jako jsou nádorová biologie, klinický výzkum zhoubných onemocnění, výzkum zaměřený na konkrétní biomarkery, imunoonkologie, epidemiologické aspekty zhoubných onemocnění, skupina vzácných onemocnění s klinickým průmětem do oblasti onkologie.

Proveditelnost a řízení

Strategii řízení vědeckého rozvoje určuje po celou dobu implementace řídicí instituce infrastruktury, od data vzniku BBMRI-ERIC se strategie rozvoje infrastruktury řídí dokumenty a obecným záměrem ERICu (viz 2013/701/EU, článek 4). Celkový organizační koncept a implementace systému BBMRI_CZ byl popsán a publikován („The biobanking research infrastructure BBMRI_CZ: a critical tool to enhance translational cancer research. Holub P, Greplova K, Knoflickova D, Nenutil R, Valik D. Klin Onkol. 2012;25 Suppl 2:2S78-81“). Podle popsaného manuálu se aktivity výzkumné infrastruktury realizují v organizačních strukturách partnerských pracovišť. Přidaná hodnota českého systému BBMRI a portfolio jeho služeb spočívá především ve i) vysokém stupni akreditace zdrojových laboratoří a ii) současném zavádění mechanismů umožňujícího skladování časových řad pacientských vzorků

Plán rozvoje zahrnující:

Akademickou oblast:

  • BBMRI_CZ zaujímá vedoucí pozici ve výzkumně orientovaném klinickém biobankování. K rozšíření sféry působení BBMRI_CZ dále napomůže navázání spojení s regionálními bankami biologického materiálu, které zlepší možnosti orientace na premaligní období v kontextu regionálního epidemiologického prostředí. Pro úspěšnou realizaci těchto cílů se BBMRI_CZ aktivně zaměří na spolupráci s ostatními výzkumnými organizacemi a bude i nadále pokračovat ve vlastním výzkumu.
  • Tato úloha pozvedne významně pozici příjemce podpory a partnerských institucí a zvýší jejich konkurenceschopnost na mezinárodním poli.
  • Tento faktor výrazně přispěje k výuce v oblasti medicíny a výchově specialistů v různých odvětvích spojených se zpracováním lidského biologického materiálu.

Akademické/průmyslové rozhraní:

  • Posílit roli BBMRI_CZ, aby se stala se tak vedoucím partnerem pro inovativní průmyslové aktivity s cílem urychlit přenos potenciálního biomedicínského produktu k pacientům v ČR i zahraničí. Ke splnění této ambice musí být ukládaný biologický materiál té nejvyšší kvality. Stejně tak se jeho odběr, uchování i distribuce musí řídit přísnými pravidly, která budou vyhovovat všem předpisům vztahujícím se k odběru lidského biologického materiálu a ostatním zdrojům biomolekul. Rozšířený koncept průmyslové spolupráce BBMRI_CZ bude navazovat na mechanismus „Expert Centers“, jak je popsán v současném plánu BBMRI-ERIC. Tento mechanismus umožní BBMRI_CZ se aktivně podílet na testování a schvalování potenciálních CE IVD diagnostických nástrojů, laboratorních postupů, protilátek a terapeutik.

Iniciální fáze realizace a implementace BBMRI-CZ byla úspěšná, jak dokládají roční průběžné zprávy BBMRI_CZ a kladné mezinárodní přijetí činnosti BBMRI_CZ mezinárodními partnery v BBMRI-ERIC. Pro období 2016-2022 byl připraven plán rozvoje, který vychází z předchozích úspěchů partnerských institucí a zejména naléhavé společenské potřeby infrastruktury tohoto typu v České republice. V rámci etapy 2016-2022 bude pozornost věnovaná nádorovým onemocněním dospělých (obecně více studovaných) rozšířena i směrem k dalším problémům jako nádorová onemocnění dětí a vzácné typy onemocnění, které v některých případech představují důležité modely pro odhalení vzniku a vývoje nádorového onemocnění (VHL syndrom, Smith-Lemli Opitz syndrom a další). Počítá se také se zapojením dalších institucí, které uchovávají materiál pro vědecké účely (Recetox – kontaminace prostředí, ELSPAC, TheNextGeneration). Možnost využívat všechny tyto zdroje tak dovolí českým vědcům komplexně se zabývat problémy vzniku nádorových a vývojových onemocnění.

Další relevantní informace: obsaženy ve Statutu BBMRI-ERIC 2013/701/EU, rev1, www.bbmri-eric.eu

   
  Indikátor projektu BBMRI_CZ stav na začátku projektu 2010 2011 2012 2013 2014 2015 odhad stavu na konci projektu
Kapacita a obsazení­ Počet dovybavených biobank (MOÚ+LF1+LF HK+LF UP+LF Plzeň) 0 0 1 3 4 4 5 2
Počet nových biobank 0 0 2 1 0 1 0 3
Nárůst kapacity (tis. vzorků celkem) 0 30 50 60 70 72 150 70
LTS 0 5861 3475 9264 18740 20588 37077  
STS 0 41500 40300 43014 44173 45080 47022  
  0 43761 43775 52278 62913 65668 84099 70000
                 
bbmri recamo