Dall’Italia un software che predice le future varianti del Covid

Un team di ricercatori italiani ha messo a punto un innovativo software capace di prevedere l’evoluzione del virus Sars-CoV-2 e di supportare la scelta delle varianti più adatte per la progettazione di vaccini e farmaci anti-Covid.

Lo strumento, fondato sul principio dell’evoluzione convergente – il processo per cui organismi diversi sviluppano caratteristiche simili per adattarsi a condizioni ambientali analoghe – è frutto della collaborazione tra l’Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana, il Politecnico di Milano e l’Istituto Nazionale per le Malattie Infettive “Lazzaro Spallanzani” di Roma.

Il software si chiama ConvMut (abbreviazione di “Convergent Mutations”) ed è stato sviluppato da un’idea portata avanti per anni da Daniele Focosi, ematologo e virologo dell’Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana, in collaborazione coi team di Fabrizio Maggi (Direttore Dipartimento di Epidemiologia, ricerca preclinica e diagnostica avanzata dell’Istituto Nazionale per le Malattie Infettive Lazzaro Spallanzani IRCCS Roma) e di Anna Bernasconi (Ricercatrice di Ingegneria Informatica del Politecnico di Milano).

Da pochi giorni ConvMut è liberamente accessibile sulla piattaforma internazionale della GISAID Data Science Initiative (gisaid.org) per esplorare le mutazioni virali convergenti. ConvMut sfrutterà gli oltre 17 milioni di sequenze presenti in GISAID EpiCoV. Migliaia di laboratori in tutto il mondo condividono le loro sequenze virali e i metadati associati tramite GISAID per fornire informazioni in tempo reale sulle minacce virali circolanti.

“Oggi la pandemia di COVID-19 – dichiara Daniele Focosi, ematologo e virologo dell’Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana – grazie alle campagne vaccinali, è un problema sanitario ristretto fondamentalmente ai pazienti immunocompromessi. E, come fanno sempre i virus, anche SARS-CoV-2 sta continuando a mutare per adattarsi alla popolazione, richiedendo ogni anno l’aggiornamento dei vaccini che, finora, si basano sulla raccomandazione, da parte delle autorità regolatorie, di attenersi al ceppo dominante. Ma tra la scelta e la distribuzione del vaccino intercorrono molti mesi e spesso accade che il vaccino aggiornato non riesca a tenere il passo dell’evoluzione del virus SARS-CoV-2, di cui ad oggi sono stati definiti oltre 5000 sottotipi.”

“Predire con mesi di anticipo quale tra questi sarà il ceppo vincente – aggiunge Fabrizio Maggi, Direttore Dipartimento di Epidemiologia, ricerca preclinica e diagnostica avanzata dell’Istituto Nazionale per le Malattie Infettive Lazzaro Spallanzani IRCCS Roma – permetterebbe invece di avere vaccini ancora più mirati e quindi più efficaci. A questo mira il software sviluppato in team fra Pisa, Roma e Milano, per predire quali caratteristiche (mutazioni) avrà nei mesi a venire la proteina Spike, bersaglio degli attuali vaccini anti-COVID”.

“Il software (descritto nel preprint su BiorXiv) – spiega Anna Bernasconi, ricercatrice Tenure-track del Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano – compila automaticamente grafici di evoluzione convergente, che venivano fin qui curati manualmente, raggruppando i lignaggi per set di mutazioni che li accomunano (quasi sempre acquisiti in passaggi incrementali) e fornendo quasi in tempo reale informazioni sul numero di sequenze depositate”.

ConvMut potrà rivelarsi utile non solo per migliorare i vaccini, ma anche adattare gli anticorpi monoclonali, spesso tra le poche terapie tollerabili dai fragili pazienti immunocompromessi. Predire l’evoluzione del virus può aiutare le aziende che producono monoclonali a focalizzare meglio i loro ingenti sforzi di ricerca e sviluppo, riducendone il tasso di fallimenti.