Prevedere possibili nuove pandemie con strumenti computazionali

Si chiama RecombinHunt il nuovo strumento previsionale sviluppato da Politecnico e Università Statale di Milano, capace di identificare sequenze ricombinate del SarS-CoV-2 e del virus del vaiolo delle scimmie.

La pandemia da SarS-CoV-2 che tra il 2019 e il 2021 ha messo a ferro e fuoco il mondo industrializzato ha fatto parecchie vittime, sebbene poche se confrontate con quelle della pandemia da influenza spagnola, che tra il 1918 e il 1920 portò a un numero di vittime stimato tra i 50 milioni e 100 milioni, più di quelle decedute a causa della Prima Guerra Mondiale e, probabilmente, anche della peste del 1300, il tutto in un mondo che contava 1 miliardo e 800 milioni di abitanti.

Le stime per il Covid parlano di possibili 18,2 milioni di persone, su un totale di oltre 7 miliardi di abitanti globali. Altra differenza, la spagnola colpì soprattutto giovani in buona salute, mentre il Sars-CoV-2 ha prediletto soggetti anziani e comunque fragili.

Confronto a parte, tanto la Spagnola, quanto il Covid-19 hanno rappresentato pandemia travolgenti, che hanno sconvolto il sistema globale, determinando successivamente dei profondi cambiamenti. In questo senso, la pandemia da Sars-CoV-2 ha rappresentato una sorta di spartiacque tra un prima e un dopo.

Molte le cose che sono cambiate, non solo a livello sanitario, ma di società tutta. Per esempio, la pandemia ha dato il là allo sviluppo dell’intellingenza artificiale e della sanità digitale, due realtà che erano già in fase di sviluppo anche Prima, ma che ora hanno subito una notevole accelerata.

In gran parte del Mondo! Vanno poi considerati gli effetti psicologici sulle persone più fragili, in primis giovani e adolescenti, dimostrati da un aumento delle depressioni e degli stati alterati dell’umore in molte aree del mondo, Italia compresa. 

Contrastare nuove ondate pandemiche

Oramai la vita è tornata alla normalità in tutto il mondo, ma il Covid-19 non è sparito: semplicemente, le nuove varianti non sono altrettanto virulente delle prime. L’andamento del virus è però tento costantemente sotto controllo, per evitare di venire colti di sopresa da una eventuale variante pericolosa.

Uno dei processi di evoluzione dei virus è la ricombinazione del materiale genetico, con inserimento di parti di genoma da un altro virus. Qui entra in gioco un nuovo studio condotto dal Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico e dell’Università Statale di Milano, chiamato RecombinHunt.

Il sistema si basa su un nuovo metodo di data-driven capace di riconoscere genomi ricombinanti di SarS-Cov-2 con uno o più punti di rottura. Sviluppato nel contesto del progetto Small-data Early warNing System for viral pathogens In puBLic hEalth (SENSIBILE), parte del PRIN PNRR 2022, RecombinHunt mostra un’elevata specificità e sensibilità, ed è più efficace di tutti gli altri metodi già sviluppati, e conferma fedelmente le analisi manuali degli esperti.

Inoltre, riconosce anche eventi di ricombinazione nel virus del vaiolo delle scimmie, il che rende l’approccio robusto e potenzialmente trasveribile anche alla previsione di pandemie generate da altri virus.

Il prof. Matteo Chiara, docente di Biologia Molecolare dell’Università degli Studi di Milano e co-responsabile del progetto SENSIBLE, spiega: «lo studio dimostra come lo sviluppo di metodi computazionali innovativi ed efficienti ci consente di apprezzare in maniera più precisa e rigorosa l’evoluzione dei patogeni, e le eventuali implicazioni per la salute dell’uomo».

Lo sviluppo di RecombinHunt è stato reso possibile da una massiccia collaborazione di enti stranieri, come sottolinea il prof. Stefano Ceri, del Politecnico milanese: «la ricerca è stata possibile grazie allo straordinario contributo di laboratori da tutto il mondo, che hanno reso disponibili alla comunità internazionale oltre 15 milioni di sequenze virali». Lo studio è pubblicato su Nature Communication.