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Biobanco para Medicina Traslacional: Procedimientos Operativos Estándar para el Manejo Óptimo de Muestras

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DOI:

10.3791/63950

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30 de noviembre de 2022

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1Biobank for Translational and Digital Medicine Unit, IEO, European Institute of Oncology IRCCS, 2Division of Pathology, IEO, European Institute of Oncology IRCCS, 3Department of Oncology and Hemato-Oncology, University of Milan, 4Patient Safety & Risk Management Service, IEO, European Institute of Oncology IRCCS, 5Scientific Directorate, IEO, European Institute of Oncology IRCCS

* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

Los biobancos son recursos cruciales para la investigación biomédica y el Biobanco de Medicina Traslacional y Digital del Instituto Europeo de Oncología es un modelo en este campo. Aquí, proporcionamos una descripción detallada de los procedimientos operativos estándar de los biobancos para la gestión de diferentes tipos de muestras biológicas humanas.

Resumen

Los biobancos son infraestructuras de investigación clave destinadas a la recolección, almacenamiento, procesamiento y uso compartido de muestras biológicas humanas de alta calidad y datos asociados para investigación, diagnóstico y medicina personalizada. La Unidad de Biobanco de Medicina Traslacional y Digital del Instituto Europeo de Oncología (IEO) es un referente en este campo. Los biobancos colaboran con divisiones clínicas, grupos de investigación internos y externos y la industria, apoyando el tratamiento de los pacientes y el progreso científico, incluidos los diagnósticos innovadores, el descubrimiento de biomarcadores y el diseño de ensayos clínicos. Dado el papel central de los biobancos en la investigación moderna, los procedimientos operativos estándar (SOP) de los biobancos deben ser extremadamente precisos. Los SOP y controles realizados por especialistas certificados garantizan la más alta calidad de muestras para la implementación de estrategias personalizadas basadas en la ciencia, diagnósticas, pronósticas y terapéuticas. Sin embargo, a pesar de los numerosos esfuerzos para estandarizar y armonizar los biobancos, estos protocolos, que siguen un estricto conjunto de reglas, controles de calidad y pautas basadas en principios éticos y legales, no son fácilmente accesibles. Este documento presenta los procedimientos operativos estándar del biobanco de un gran centro oncológico.

Introducción

Los biobancos son biorepositorios destinados a la recolección, almacenamiento, procesamiento y uso compartido de muestras biológicas humanas y datos asociados para investigación y diagnóstico. Su papel es crucial no solo para el descubrimiento y la validación de biomarcadores, sino también para el desarrollo de nuevos fármacos1. Por lo tanto, la gran mayoría de los programas de investigación traslacional y clínica dependen del acceso a bioespecímenes de alta calidad. En este sentido, los biobancos son considerados un puente entre la investigación académica y la industria farmacéutica/biotecnológica 2,3,4,5. Debido a las oportunidades sin precedentes que brindan la recopilación de big data y la inteligencia artificial, el papel de los biobancos en la investigación del cáncer está en continua evolución6.

El amplio espectro de biomateriales manejados por los biobancos se combina con información clínico-patológica, incluyendo datos demográficos y ambientales, tipo de tumor, grado histológico, estadio, presencia de invasión linfovascular y estado de los biomarcadores 7,8. Cuantos más especímenes y datos de alta calidad estén disponibles, más rápido avanzará la investigación e impactará la prestación de atención médica9. Existe un marco regulatorio estricto basado en principios éticos y legales que deben seguir los SOP, los controles de calidad y las pautas ampliamente adoptados (por ejemplo, el Instituto Nacional del Cáncer de los Estados Unidos, la Confederación de Biobancos del Cáncer del Reino Unido y la Sociedad Internacional de Repositorios Biológicos y Ambientales de la UE)10,11.

El desarrollo de POE para todos los aspectos principales de los biobancos aporta varias ventajas en términos de calidad, trazabilidad, consistencia, reproducibilidad y tiempos de respuesta12,13. Otro aspecto importante de la implementación del POE está representado por la optimización de la gestión del biobanco, que permite una mejor resolución de problemas y procedimientos alternativos para los empleados e investigadores del biobanco14. Todas estas facetas son parte del flujo de trabajo del biobanco (Figura 1).

Diagrama del Biobanco; incluye LIMS, privacidad, bioespecímenes, investigación, aspectos legales y sociales.
Figura 1: Diferentes factores que contribuyen a la optimización del biobanco. Abreviatura: LIMS = sistema de gestión de información de laboratorio. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Estos datos altamente específicos y sensibles requieren estrictos procedimientos estándar de gestión en biobancos. Se debe poner a disposición de todos los investigadores que necesiten acceder a las muestras y datos del biobanco un formulario de proyecto detallado y validado. La información proporcionada en la solicitud debe incluir la metodología y el diseño del estudio, las metas, los objetivos y el presupuesto. Debería crearse un Comité Científico Técnico de Biobanco con la función capital de la evaluación de las solicitudes de proyectos de investigación. Este organismo debe incluir miembros de la unidad de biobancos, divisiones clínicas, grupos de investigación, protección de datos, oficina legal y oficina de transferencia de tecnología.

La Unidad de Biobanco de Medicina Traslacional y Digital del Instituto Europeo de Oncología (IEO) es un referente mundial de biobancos en cuanto a calidad y cantidad de servicios prestados, así como por innovación. Esta instalación totalmente certificada (UNI EN ISO 9001: 2015-Certiquality) es una parte integral del nodo italiano BBMRI-ERIC (es decir, Biobanking and BioMolecular Resources Research Infrastructure) e interactúa tanto con las unidades clínicas como con la infraestructura de investigación.

Existe una gran heterogeneidad en los tipos de bioespecímenes almacenados por los biobancos. Estos incluyen muestras de tejido, ya sea fresco, congelado o conservado con parafina, biofluidos (por ejemplo, plasma, suero, sangre, orina, heces), cultivos celulares y células mononucleares de sangre periférica (PBMC). Nuestro biobanco opera sinérgicamente con la infraestructura europea de investigación para biobancos (BBMRI-ERIC), que es una de las redes de biobancos más grandes de Europa y proporciona un portal para el acceso a biobancos y recursos biomoleculares coordinados por nodos nacionales15. Además de BBMRI-ERIC, la Sociedad Internacional de Repositorios Biológicos y Ambientales (ISBER) también ha desempeñado un papel importante en la estandarización de los procedimientos operativos para los biobancos16.

La Unidad de Biobanco, que forma parte de la División de Patología, apuesta por la centralidad del paciente, el apoyo al desarrollo de la investigación clínica, la mejora continua, la potenciación de los recursos humanos, la colaboración internacional, el apoyo a eventos formativos, la seguridad en el trabajo y el crecimiento científico y tecnológico. La visión común es establecer los puntos de referencia nacionales y europeos para los biobancos en términos de calidad y cantidad de servicios e innovación. Las muestras biológicas recogidas se utilizan para identificar nuevos biomarcadores y nuevos fármacos (por ejemplo, para desarrollar terapias cada vez más personalizadas) y para garantizar el mejor tratamiento disponible para los pacientes a través de la excelencia en la investigación.

Cada espécimen biológico es recolectado y manipulado después de la verificación previa de la presencia del Acuerdo de Participación en Investigación Científica expresado por el paciente15. Las muestras biológicas recolectadas se utilizan para realizar proyectos de investigación o ensayos clínicos e incluyen muestras quirúrgicas patológicas y no patológicas excesivas (es decir, no necesarias para fines de diagnóstico), biopsias líquidas (por ejemplo, sangre, suero, plasma y orina) y otras muestras biológicas. Estos biomateriales se almacenan de acuerdo con protocolos de criopreservación dedicados. Este documento proporciona los protocolos del biobanco de un gran centro oncológico.

Protocolo

Este protocolo se centra en los SOP utilizados para el cáncer de mama, ovario, próstata, pulmón y colon. Todos los procedimientos descritos aquí fueron aprobados por el Comité Técnico Científico, el Comité de Ética (CE) y los Directores de los Programas de Mama, Ginecología, Urología, Cirugía Torácica y Cirugía del Sistema Digestivo. Los procedimientos de estudio siguen la Declaración de Helsinki de 1964, la Ley del Reglamento General de Protección de Datos (GDPR) de 2018 y las modificaciones posteriores. Un Acuerdo de Participación en Investigación (RPA) institucional, derivado de la ley GDPR, representa el consentimiento informado obtenido de todos los pacientes para recolectar muestras biológicas y datos personales, clínicos y genéticos. El RPA se obtuvo de todos los pacientes para almacenar, procesar y utilizar los datos obtenidos con fines científicos.

1. Requisitos previos de las muestras biológicas

  1. Verifique si un paciente cumple con las condiciones para la inscripción según el protocolo RPA y proyectos y proporcione una descripción detallada de RPA a todos los pacientes.
    1. Aumentar la participación del paciente, por ej., transmitir un video educativo de dibujos animados en las salas de espera para informar a los pacientes sobre la importancia y el impacto de la RPA. Proporcione marcadores de gadgets a todos los pacientes (vea la animación de dibujos animados cortos de libre acceso en https://www.ieo.it/it/PER-I-PAZIENTI/I-diritti-del-paziente/Consensi-informati/ y https://vimeo.com/679070846).
    2. Capacitar al personal para llevar a cabo la administración del consentimiento durante cada fase de hospitalización y proporcionar información adicional si los pacientes participan en un estudio específico.
      NOTA: Si el RPA no está firmado, no se recogen muestras biológicas.
    3. Evite incluir casos que hayan presentado infección por SARS-CoV-2 (COVID-19), hepatitis B (VHB), hepatitis C (VHC) y virus de inmunodeficiencia humana (VIH).

2. Software de biobanco

  1. Utilice el software del sistema de gestión de información de laboratorio (LIMS) para rastrear todas las muestras biológicas. Asegurar la disponibilidad de un buen sistema operativo que obtenga automáticamente información personal y clínica en el registro del paciente y pueda integrarse con registros médicos, casos administrativos, RPA y datos patológicos del paciente, como se muestra en la Figura 2.
  2. Asegurar el registro de las muestras biológicas utilizando el software del biobanco.
    1. Identificar a los pacientes mediante códigos. Asigne un código único a cada individuo, que coincida con el número de registro médico (visita individual, tipo de servicio del paciente).
      NOTA: Durante el registro, el RPA científico se actualiza electrónicamente en el sistema operativo.
  3. Generar un ID de alícuota
    1. Indique el año y el sitio anatómico o tipo de biofluido (Tabla 1) del que proviene la muestra (Tabla 2), y agregue un número único progresivo por muestra.
    2. Para los órganos bilaterales, agregue un número secuencial para distinguir el origen de la muestra biológica del órgano derecho o izquierdo. Asigne la abreviatura con el sufijo 1 (para la izquierda) o 2 (para la derecha): dos dígitos.
      NOTA: Por ejemplo, una identificación detallada se parece a "12-B-00100-01", donde 12 indica el año y B indica el órgano = mama.
  4. Regístrese con un ID para cada alícuota
    1. Rastree dos macro tipos de muestras biológicas: sólidos y líquidos.
    2. Dividir en subcategorías: muestras frescas y muestras congeladas.

Diagrama del sistema de gestión de biobancos; LIMS, estructura de base de datos para consultas, estadísticas, datos clínicos.
Figura 2: Una interfaz representativa de LIMS de biobanco. El RPA científico se actualiza electrónicamente desde el servidor de registros clínicos. Abreviaturas: LIMS = sistema de gestión de información de laboratorio; RPA = Acuerdo de Participación en Investigación. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Tabla 1: Tipos de biofluidos y códigos correspondientes. Haga clic aquí para descargar esta tabla.

Tabla 2: Tipos de muestras de tejido y códigos correspondientes. Haga clic aquí para descargar esta tabla.

3. Recogida de muestras

  1. Preparación del plan de cirugía diaria
    1. Determine si el paciente ha firmado el RPA o no y si es elegible.
    2. Compruebe las siguientes condiciones:
      1. Verificar el cumplimiento del paciente con los criterios de inclusión: informar cualquier caso positivo de VIH, VHB, VHC y COVID-19 en el campo de riesgo infeccioso "RI" apropiado para evitar recolectar muestras biológicas.
      2. Verifique si el paciente está inscrito en un ensayo clínico o en un proyecto de investigación específico aprobado completando correctamente el campo Estudio/Proyecto en cada perfil de paciente.
      3. Informar a los técnicos si se desconoce el riesgo de infección; Deseche especímenes con resultados positivos o riesgos desconocidos.
  2. Procesar y almacenar muestras en el biobanco, como se presenta en la Figura 3.
    1. Recolectar muestras de tejido fresco y congelado relacionadas con pacientes que se sometieron a cirugía.
    2. Recoger muestras citológicas, ya sea mediante técnicas aspirativas o esfoliativas, para extirpar quirúrgicamente pequeñas lesiones.
    3. Recolectar fluidos biológicos (por ejemplo, sangre, suero, plasma, PBMC, hisopo bucal, orina, heces y ascitis) de pacientes en la etapa previa a la hospitalización, pacientes inscritos en ensayos clínicos y cualquier otro sujeto involucrado en proyectos de detección aprobados.

Diagrama de recolección de muestras de tejidos y biofluidos del paciente; Incluye sangre, suero, plasma, alícuotas tisulares.
Figura 3: Jerarquía de muestras. De un solo paciente, varias subcategorías de episodios se procesan y almacenan en el biobanco. Abreviaturas: PMBCs = células mononucleares de sangre periférica; LIMS = sistema de gestión de información de laboratorio. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

4. Recolección de muestras de sangre

  1. Recoger la sangre del paciente en 6 ml de vacutainers que contienen el anticoagulante Na 2 EDTA (7,2 mg, secado por pulverización). Registre los vacutainers etiquetados con el número de la historia clínica y el código del episodio y procese de dos maneras diferentes: frescos o congelados.
  2. Para muestras frescas, registre las muestras de sangre en el software del biobanco. Etiquete los vacutainers con el código de identificación del biobanco y entréguelos a los usuarios autorizados.
  3. Para las muestras congeladas almacenadas en el biobanco, prepare dos tubos codificados Cryobank 2D, cada uno de 900 μL de sangre (Figura 4). Registre las alícuotas en el software del biobanco, colóquelas en una placa de código de barras específica y guárdelas en congeladores (-80 ° C) para garantizar una temperatura constante.

Viales de muestras de laboratorio, escáner de códigos de barras y bandejas de microtubos para análisis biológicos.
Figura 4: Materiales de muestra congelados . (A) tubos de código de barras 2D, (B) lector de código de barras para un solo tubo y (C) placa de tubos para registro y almacenamiento. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

5. Recogida de muestras de suero

  1. Recolecte la sangre del paciente en "tubos de suero plástico" de vacutainer de 6 ml que contengan sílice recubierta por aerosol para inducir la coagulación. Dejar los vacutainers durante 3 h a temperatura ambiente (RT) para inducir la coagulación, y luego centrifugar a 828 x g durante 10 min a 20 °C.
  2. Almacene el suero (450 μL) en tubos codificados Cryobank 2D de 0,5 ml con un total de 3-4 alícuotas para cada muestra. Si el volumen sérico de la última alícuota es inferior a 450 μL, especifíquelo como "SOBRANTE" durante el registro para rastrear la cantidad correcta de suero congelado.
  3. Registre las alícuotas en el software del biobanco, colóquelas en una placa de código de barras específica y guárdelas en congeladores (-80 ° C) para garantizar una temperatura constante.
    NOTA: El número de alícuotas depende de la cantidad inicial de sangre total extraída y de la cantidad de suero obtenido.

6. Aislamiento de células mononucleares de sangre periférica

  1. Abra la campana de flujo laminar y límpiela con etanol al 70%. Prepare la bolsa para desechos biológicos, solución salina estéril 1x tamponada con fosfato (PBS) y un tubo cónico estéril vacío de 50 ml.
  2. Vierta la sangre (de los tubos de recolección de EDTA) en el tubo cónico estéril vacío de 50 ml y dilúyalo 1:1 usando 1x PBS estéril (por ejemplo, 15 ml de sangre + 15 ml de 1x PBS). Use el PBS para enjuagar el tubo de sangre.
  3. Centrifugar los tubos a 400 x g durante 30 min a 20 °C y procesar los tubos bajo una campana de riesgo biológico. Recupere la capa blanca intermedia que contiene PBMC con una pipeta Pasteur y colóquela en un nuevo tubo cónico estéril de 50 ml. Añadir hasta 45 ml de PBS para lavar las PBMC, mezclar y centrifugar a 400 x g durante 10 min a 4 °C. Recupere el pellet, resuspenda en PBS y cuente las células utilizando cámaras Burker desechables.
    NOTA: El volumen de PBS depende del pellet. A partir de 15 ml de sangre, asegurar un volumen de resuspensión de 2-3 ml y luego una dilución de 1:10 para contar. Usa la ecuación (1):
    Media de 3 cuadrados × 10.000 × factores de dilución × ml de volumen de resuspensión = número total de células (1)
  4. Lavar las PBMC de nuevo con PBS, mezclar y centrifugar a 400 x g durante 10 min a 4 °C. Diluir las PBMC a 2-3 x 106 células/ml en medio congelador (suero bovino fetal (FBS) + 10% de dimetilsulfóxido [DMSO]). Prepare los tubos codificados Cryobank 2D transfiriendo 1 ml de células resuspendidas a cada criotubo, colóquelos en una caja criogénica específica y guárdelos a -80 °C lo antes posible.
    NOTA: El medio congelador está compuesto de FBS con DMSO estéril al 10% y se almacena en alícuotas a −20 °C durante un máximo de 6 meses. Una vez descongelado lentamente a 4 °C, debe usarse dentro de las 2 semanas.

7. Recolección de muestras de plasma

  1. Recoger la sangre del paciente en 6 ml de vacutainers que contienen el anticoagulante Na 2 EDTA (7,2 mg, secado por pulverización). Centrifugar el vacutainer que contiene la sangre entera a 2.000 x g durante 10 min a 4 °C para separar el plasma.
  2. Extraer la capa superior del plasma con una pipeta Pasteur de 3 ml, transferir a un tubo estéril cónico estéril de 15 ml y centrifugar a 16.000 x g durante 10 min a 4 °C para eliminar las células sanguíneas contaminantes. Transfiera el plasma a tubos codificados Cryobank 2D de 1 ml.
  3. Registre las alícuotas en el software del biobanco, colóquelas en una placa de código de barras específica y guárdelas en un congelador (-80 ° C) para garantizar una temperatura constante.

8. Recolección de muestras de heces e hisopos bucales

  1. Recoja las heces y los hisopos bucales en tubos de 15 ml que contengan la siguiente solución específica: 50 mM de Tris-HCl, 10 mM de NaCl y 10 mM de EDTA, pH 7.5.
  2. Registre los tubos en el software del biobanco. Etiquete los tubos con los códigos del biobanco.
  3. Guarde las heces y los hisopos bucales a 4 °C en la nevera del biobanco.

9. Procesamiento de tejidos

  1. Haga que un patólogo examine muestras de tejido para determinar si el material que no es necesario para los procedimientos de diagnóstico es suficiente para fines de investigación.
    NOTA: Cuando el volumen de tejido es inferior a 1,5 mm3, se almacena en OCT o se proporciona como una muestra fresca (A) vinculada a una solicitud de investigación específica.
  2. Siempre que sea posible, recoja incluso la contraparte no patológica (NP) del tejido patológico (P). Coloque las muestras en placas de Petri de cultivo celular estéril etiquetadas como P y NP (Figura 5). Mantenga el tejido en el hielo a 4 °C y divídalo en tres partes cada una (A, B y C) si hay suficiente material disponible.
    1. Muestras de tejido fresco (A): coloque alícuotas frescas de tejido P y NP en tubos con el medio de cultivo apropiado definido en cada protocolo específico y envíelos a unidades de investigación externas (por ejemplo, laboratorios de investigación).
    2. Muestras de tejido OCT (B): coloque alícuotas frescas de tejido P y NP en criomoldes, llénelas con resina OCT (10,24% de alcohol polivinílico, 4,26% de polietilenglicol y 85,5% de ingredientes no reactivos) e inmediatamente colóquelas en un aparato de congelación instantánea a -80 °C.
      NOTA: A -80 °C, el tejido incrustado en OCT tarda entre 60 y 150 s en congelarse.
    3. Muestras de tejido (C): coloque las muestras de tejido restantes en tubos codificados Cryobank 2D en el aparato de congelación rápida.
  3. Conservar las placas a -80 °C.
    NOTA: Para cada alícuota de OCT congelada, realizar una prueba de control de calidad antes de la distribución y su uso para tener una evaluación histológica, como se describe en la sección 11.

Diagrama de procesamiento de muestras de tejido que muestra el criomoldeo, el registro LIMS y el almacenamiento a -80 °C.
Figura 5: Flujo de trabajo del biobanco para muestras de tejido. Abreviaturas: LIMS = sistema de gestión de información de laboratorio; OCT = temperatura óptima de corte. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

10. Congelación de tejidos

  1. Congelar el tejido rápidamente en vapores de isopentano utilizando un aparato de congelación rápida. Colocar las muestras de tejido en isopentano a -120 °C durante 3 min y almacenarlas en las salas de criopreservación a -80 °C.
    NOTA: Se utilizan dos metodologías para congelar muestras de tumor y tejido sano utilizando congelación instantánea para mantener la integridad de los ácidos nucleicos.

11. Control de calidad de los tejidos

  1. Aloje el instrumento criostato en un recipiente refrigerado a una temperatura entre -20 ° C y -40 ° C, y corte algunas criosecciones del bloqueOCT 17. Realizar tinción de hematoxilina y eosina (H&E) en la criosección18 del tejido. Analizar la morfología del tejido bajo un microscopio óptico19.
    NOTA: Las secciones tienen un espesor adecuado de 3-12 μm.
    1. Complete un formulario específico (Tabla 3).

Tabla 3: Formulario de control de calidad de secciones de tejido congelado e incrustado en OCT. Abreviatura: OCT = temperatura óptima de corte. Haga clic aquí para descargar esta tabla.

12. Solicitud y recuperación de especímenes con fines de investigación

  1. Solicitar alícuotas almacenadas:
    1. Obtenga un formulario completo con el nombre del proyecto de investigación, el investigador principal (PI), la fecha de recogida y una breve descripción. Ejecute una consulta en la base de datos de software (DB), seleccione la alícuota, genere una lista de recogida para los técnicos y verifique el código de barras para cada alícuota recuperada.
      NOTA: Para obtener muestras del biobanco, los investigadores de nuestro instituto o colaboradores externos (con o sin fines de lucro) deben aplicar utilizando un formulario específico, y el proyecto es evaluado por un comité técnico-científico y el Comité de Ética.

Resultados

Siguiendo los SOP descritos anteriormente, recolectamos un total de 38,446 biopsias líquidas biológicas anotadas y un total de 10,205 muestras de tejido desde abril de 2012 hasta diciembre de 2021 (Figura 6A). Además, analizamos en detalle las muestras recolectadas de las Divisiones de Urología, Ginecología, Senología, así como las Divisiones de Cabeza y Cuello, Cirugía Abdominal-Pélvica y Torácica. El mayor número de muestras de tejido que recolectamos fueron de tumores de mama (Figura 6B, C). Desde 2019, también hemos comenzado a recolectar otras muestras biológicas, como orina, heces e hisopos bucales, siguiendo el aumento significativo de la demanda a lo largo de los años (Figura 6D).

Como se muestra en la Figura 6A, la cantidad de muestras recolectadas, especialmente tejidos, durante 2020-2021 sufrió debido a la pandemia de COVID-19 y la reducción relacionada en los procedimientos oncológicos. Es importante destacar que el trabajo científico no disminuyó durante este período debido al uso de muestras de biobancos adecuadamente almacenadas y anotadas recolectadas en los años anteriores. La recolección adecuada de muestras biológicas y los datos clínico-patológicos asociados nos permitieron tener un biobanco retrospectivo y prospectivo bien estructurado y competitivo. Con este fin, la selección de la muestra quirúrgica debe ser realizada por el patólogo, tanto para garantizar un diagnóstico correcto como para tener la oportunidad de realizar investigaciones con muestras de tejido adecuadas. En nuestro biobanco se establecen y siguen firmemente procedimientos de trabajo específicos, por lo que aplicamos procedimientos estandarizados que cumplen con la certificación ISO 9001 en el contexto de los biobancos para investigación.

Datos acumulados de recolección de muestras biológicas y de tejidos de 2012 a 2021, que se muestran en gráficos de varias líneas.
Figura 6: Colección acumulada de bioespecímenes del Biobanco en el Instituto Europeo de Oncología, de 2012 a 2021. Recolección acumulativa de (A) muestras de tejido (curva naranja) y sangre con muestras de suero (curva azul); recolección acumulativa de (B) muestras de tejido mamario (curva roja); Recolección acumulativa de (C) muestras de tejido ovárico (curva verde), próstata (curva gris), pulmón (curva azul claro) y muestras de tejido de colon (curva amarilla). De 2019 a 2021, recolección acumulativa de (D) muestras biológicas adicionales: heces (línea azul), un hisopo bucal (línea rosa), plasma (línea verde claro) y orina (línea violeta). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Discusión

Aunque la oncología ha logrado enormes avances, el cáncer sigue siendo una de las principales causas de morbilidad y mortalidad en todo el mundo20. La comprensión de la heterogeneidad tumoral, su evolución temporal a lo largo del tiempo y los resultados del tratamiento dirigido dependen estrictamente de la recolección precisa de datos en el contexto de la atención clínica de rutina21. En este sentido, el enfoque "multi-ómico" está ganando impulso en la patología predictiva oncológica22. La evaluación tradicional de biomarcadores basados en tejidos se está integrando utilizando múltiples bioanalitos nuevos, como sangre, plasma, orina, saliva y heces23,24,25,26. Por lo tanto, los biobancos ahora son reconocidos como infraestructuras fundamentales para mejorar la práctica clínica. Mirando hacia atrás en la historia de la investigación del cáncer, nos damos cuenta de que los descubrimientos más impresionantes e innovadores nunca habrían sido posibles sin el examen directo del tejido canceroso o biopsias líquidas. Con el tiempo, la fuente de tejido canceroso y el tipo de biopsia líquida que se examinará ha evolucionado desde disecciones crudas, "encuentros casuales" aleatorios y, en algunos casos, tráfico ilícito hasta colecciones organizadas de cáncer y bancos estratégicos de oncología modernos. La consideración de muchas cuestiones éticas ha cambiado considerablemente tanto en la práctica como en los principales factores que distinguen a los bancos de oncología modernos de las colecciones de oncología del pasado.

Debido a los avances en la investigación del cáncer y la gran cantidad de información molecular que ahora proporcionan las tecnologías modernas, cada vez es más evidente que los biobancos, particularmente los de los centros oncológicos, pueden enfrentar varios tipos de problemas metodológicos. Entre estos, la tecnología se ha convertido en un desafío universal que aún impide la estandarización y armonización de SOP. Otro aspecto crítico para mantener las actividades centrales del biobanco es tener un software LIMS integrado capaz de recibir y mantener automáticamente todas las identificaciones del hospital y todos los datos clínicos codificados provenientes del software del hospital. Cabe destacar que se puede obtener otro software valioso utilizado para administrar biobancos y algunos programas gratuitos para la gestión de biobancos 27,28,29,30,31. Otro paso crítico en los biobancos es la implementación del pacto de participación para todos los pacientes y el acuerdo legal y ético necesario para el almacenamiento de datos clínicos y bioespecímenes10,32.

En este sentido, este protocolo tiene pautas bien definidas que no permiten la recolección y almacenamiento de bioespecímenes en ausencia de consentimiento. Este es también un tema crítico ya que los pacientes pueden retirar su participación incluso después de que sus muestras hayan sido almacenadas; Por lo tanto, se han implementado métodos para sacar rápidamente tales muestras del sistema de biobancos. Los bioespecímenes que llegan de pacientes reclutados por nuestro biobanco siguen estrictos protocolos de recolección y almacenamiento. En este sentido, se han evaluado varios aspectos importantes para monitorear este proceso y se están mejorando continuamente. En particular, la certificación ISO9001 requiere varios indicadores de rendimiento, como el tiempo isquémico caliente, que debe mantenerse durante menos de 30 minutos o 60 minutos, dependiendo de la fuente del tejido. Además, las biopsias líquidas y los fluidos biológicos se recolectan utilizando protocolos estandarizados siguiendo estrictos procedimientos de tiempo 15,33,34,35,36.

Las características específicas son de gran importancia en los flujos de trabajo de los biobancos. Estos incluyen la presencia de un patólogo certificado, que garantiza el muestreo del tejido por razones diagnósticas, y la recolección de tejido para biobancos en un marco de tiempo compatible con una alta calidad de muestras (el tiempo isquémico es una indicación importante para algunos tipos de investigación, como los ensayos dependientes de ARN, que requieren menos tiempo isquémico caliente). Además, la gestión del espacio necesario para el almacenamiento de muestras es de gran importancia en los biobancos. El número de biopsias líquidas recolectadas podría ser impulsado por el diseño del estudio. Las biopsias líquidas a menudo se pueden recolectar tanto durante el período preoperatorio como durante el período de seguimiento, según lo definido por cada diseño del estudio.

Debido a las campañas de cribado para la prevención del cáncer y el diagnóstico precoz de tumores, es decir, los tumores de mama de pequeño tamaño en etapas tempranas de desarrollo, así como la disponibilidad de técnicas quirúrgicas mínimamente invasivas, han reducido el número de muestras de tejidos disponibles para la investigación (ya que la mayoría de las muestras de tejido siempre se utilizan con fines de diagnóstico). La capacidad de recolectar y almacenar especímenes biológicos ha mejorado considerablemente en los últimos años. Esto se pudo observar para los fluidos biológicos, lo que refleja la mayor capacidad de este biobanco para apoyar a los grupos de investigación de este instituto en la creciente demanda de material anotado derivado del paciente. A pesar de estas mejoras, hemos experimentado algunas limitaciones para los estudios multicéntricos que requieren coordinación entre biobancos de diferentes partes del mundo, que solo pueden integrarse implementando procedimientos similares.

Una vez descartados la mayoría de los problemas éticos y técnicos relacionados con los biobancos, incluida la recopilación de toda la información clínica y demográfica, el siguiente objetivo es implementar la digitalización de todas las preparaciones histológicas y tinciones utilizadas para fines de diagnóstico e investigación. Esto es de fundamental importancia para la próxima generación de estudios que se beneficiarán enormemente de una patología digital y un biobanco totalmente integrados, que se convertirá en el estándar para el futuro. Solo una gran serie de pacientes con datos integrados e imágenes digitales puede alimentar estudios multicéntricos y grandes de inteligencia artificial (IA) para mejorar la atención al paciente con cáncer. En conclusión, creemos que una buena atención médica no termina con el diagnóstico y el tratamiento. Las mejores prácticas comprenden encontrar las formas de diagnóstico continuo y mejora del tratamiento para cualquier enfermedad, en particular las que afectan gravemente la esperanza o la calidad de vida.

Divulgaciones

Los autores no tienen conflictos de intereses que revelar.

Agradecimientos

Los autores desean agradecer a todos los pacientes que participaron activamente durante la última década en nuestros programas de investigación a través de la donación de sus bioespecímenes. Sin ellos, esta investigación no sería posible. También agradecemos a todo el personal que trabaja en IEO, enfermeras, técnicos, biólogos, médicos y directores de todas las unidades clínicas y de investigación. Los autores agradecen al Prof. Pier Paolo Di Fiore y al Prof. Giancarlo Pruneri por su orientación. Finalmente, dedicamos este trabajo al Prof. Umberto Veronesi, fundador de IEO, y su enfoque pionero para integrar la investigación del cáncer y la atención al paciente.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Blue Max Con Tubes 15 mLFalcon B.D352096
Blue Max Con Tubes 50 mLEuroclone Spa FLC352070
Box con 81 posiciones para almacenamiento de pañuelosEttore Pasquali Srl.06.0945.00
cf-DNA/cf-RNA Tubos de conservaciónNorgen Biotek63950Conservación y aislamiento de cf-DNA y cf-RNA de un solo tubo y, en particular, conservación de cf-DNA/ct-DNA durante 30 días a temperatura ambiente y hasta 8 días a 37 ° C
Cryomold Standard (25 X 20 X 5 mm)Olympus Italia S.r.l.4557Plástico desechable Los moldes criogénicos crean un bloque de muestra de superficie plana y forma uniforme cuando se usan con la botella de plástico O.C.T
Dimethyl Sulfoxide - 1 LVwr International S.R.L.MFCD00002089Actúa para preservar la reconstitución del medio para el almacenamiento de células congeladas
Dpbs 1x W/o Ca Y Mg - 500 mLMicrotech SrlTL1006-500MLCelda tampón de lavado
Dualfilter T.I.P.S 1,000 µ LEuroclone Spa4809
Dualfilter T.I.P.S 200 µ LEuroclone Spa4823
Lector de código de barras Easytrack para matriz de datos de un solo tubo Twin Helix SrlTH-ETR4400Lector de tubos de código de barras 2D con conexión USB
Suero fetal bovino Origen Brazileu S/filMicrotech S.R.LRM10532-500MLDescongelar a +4 & grados; C, generalmente durante dos días, y una vez derretido, comienza la descomplementación a 56 ° C durante 45 min
Deje que se enfríe a temperatura ambiente y alícuota. Vuelva a congelarlos a -20 ° C, y recuerde descongelarlos cada vez que se necesiten las alícuotas
Ficoll Paque Plus (ge) 6 x 500 mLEuroclone SpaGEH17144003Ficoll es un medio para gradiente de densidad, es estéril y listo para usar. Utiliza para obtener células mononucleares de sangre periférica, médula ósea y sangre de cordón umbilical
Solución de fijación Killik de 100 mL (OCT)Bio-optica Milano S.p.a.05-9801 Medio deinclusión en gel que solidifica en frío el tejido soluble en agua (por ejemplo, biopsias, frústulas)
FLASH-FREEZE Milestonen.a.Aparatocongelación Congeladores
horizontales de la serie Forma 8600 (rango de temperatura: -50 & grados; C a -86 ° C) 85 litrosThermo Fisher Scientific Srl803CVCongelador Orizzontal
Isopentane  500 mLVwr International S.R.L.24872260Líquido incluido en la cámara FLASH-FREEZE  para congelar 
Nautilus Lims SoftwareThermo Scientific™n.a.Laimplementación del software es capaz de rastrear todas las muestras biológicas de los pacientes. Recibe información personal y clínica automáticamente durante el registro debido a la integración con los sistemas operativos IEO. Nautilus se integra con el servicio web a través de tres sistemas operativos IEO: BAC - registro central IEO con información personal, wHospital - historia clínica 
Pipeta Pasteur 10 mL  Euroclone Spa CC4488
Pipeta Pasteur 3 mLEuroclone SpaAPT1502
PATHOXDedalus ItaliTesi Elettronica e Sistemi Informativi S.p.A.a S.p.A.n.d.  PATHOX - sistema de gestión para la unidad de Patología donde se registran varios factores para el Biobanco, como las muestras histológicas, los diagnósticos relacionados y los biomarcadores Placas
Petri, poliestireno - tamaño 100 mm x 20 mm, deslizableEuroclone SpaFLC353003
Juego de 4 adaptadores 19 x 5/7 mL vacThermo Fisher Scientific Srl75003680
Juego de 4 adaptadores 4 x 50 cónicosThermo Fisher Scientific Srl75003683
Set de 4 adaptadores 9 x 15 mL cónicosThermo Fisher Scientific Srl75003682
Portaobjetos de un solo uso para la célula de recuentoBiosigma S.P.A.347143/001Especialmente utilizado para el recuento de células individuales
Sellos Freezerbondz para cajas de pañuelos, a prueba de nitrógeno-líquido , H 9,53 mm x L 25,40 mmTwin Helix SrlTHT-152-492-3
Thermo Scientific  Congeladores ultrabajos de la serie TSX (-50 ° C a -86 ° C) 949 litrosThermo Fisher Scientific SrlTSX70086VCongelador vertical
Thermo Scientific Centrífuga refrigerada SL16RThermo Fisher Scientific Srl 75004030
Etiquetas de cajas de pañuelos en PermanentTwin Helix SrlTHT-199-482-3
Tuerks SolutionMerck Life Science S.R.L.1092770100En microscopía óptica, se utiliza específicamente como tinte para leucocitos
TX-400 Rotor TX-400 cubo oscilante holThermo Fisher Scientific Srl75003181
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wHospital SoftwarewHealth Lutech Groupn.a.wHospital: sistema de gestión de registros médicos con información personal, casos administrativos y el consentimiento informado de los pacientes
de de

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