È particolarmente probabile che venti virus di origine animale infettino l’uomo e causino un’epidemia o, peggio, una pandemia, secondo un team internazionale di ricercatori guidato da Timothée Poisot, professore presso il Dipartimento di Scienze Biologiche dell’Università di Montreal. . Per trovarli, il team ha utilizzato l’intelligenza artificiale e ha setacciato montagne di dati.

Tra le famiglie a cui appartengono questi virus vi sono in particolare quelle dei bunyavirus (febbre della Rift Valley), dei rhabdovirus (rabbia), dei filovirus (febbre di Ebola) e dei flavivirus (febbre dengue, febbre gialla).

“Se sappiamo quali virus tenere d’occhio, potremmo essere in grado di rilevarli più rapidamente negli esseri umani e avere vaccini e farmaci pronti per l’uso”, ha affermato Colin J. Carlson, biologo della Georgetown University di Washington, DC. ricercatori del gruppo. La pandemia ci ha mostrato che non eravamo preparati all’arrivo del SARS-CoV-2 [à l’origine de la COVID-19]. Tentando di prevedere quali virus sono più preoccupanti, Timothée Poisot, Colin J. Carlson e i loro colleghi sperano di guidare gli attuali sforzi di sorveglianza.

“Esiste tutta una serie di malattie virali che possono passare dagli animali all’uomo”, spiega Timothée Poisot. Succede quando un virus che infetta un animale selvatico entra in contatto con un essere umano e si riproduce con successo. A volte l’essere umano infettato dal virus di origine animale non lo trasmette a nessuno e il processo si ferma qui. Tuttavia, quando il virus riesce a diffondersi tra gli esseri umani, il rischio individuale diventa un rischio per l’intera popolazione. Questo è in particolare quello che è successo con SARS-CoV-2. “Ecco perché dobbiamo cercare di capire meglio quali virus hanno il potenziale per effettuare il passaggio dagli animali all’uomo”, aggiunge il professore.

Un problema complesso

I ricercatori si sono inizialmente interessati ai virus che attaccano i mammiferi, poiché molti di loro avrebbero la capacità di infettare gli esseri umani. Prevedere quali, però, non è facile. I metodi “classici” per esplorare i virus sono infatti ad alta intensità di risorse: sono necessari mammiferi sintomatici e poiché non tutti gli animali sono infettati da tutti i virus in ogni momento, è necessario testarne un numero incalcolabile. “Questo lavoro richiede quindi molto tempo”, afferma Timothée Poisot. Oltre a richiedere complessi test molecolari. Sarebbe ancora più lungo e complicato testare animali asintomatici.

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I ricercatori hanno quindi utilizzato un altro approccio: hanno utilizzato un database contenente tutte le interazioni già documentate tra mammiferi e virus, recentemente pubblicato dai colleghi. Ciò è stato ottenuto combinando le informazioni provenienti da tre database più piccoli che elencavano le interazioni virus-mammifero rilevate negli animali selvatici utilizzando vari metodi di rilevamento. Hanno quindi sviluppato algoritmi in grado di prevedere quali interazioni host-virus erano possibili, anche se non erano mai avvenute prima.

Con i circa 1.000 virus e 1.000 mammiferi contenuti nel database, ci sono un milione di possibili combinazioni, spiega il ricercatore. Impossibile superare questo numero imponente di controlli senza l’intelligenza artificiale. Il suo team ha quindi addestrato algoritmi per produrre un elenco delle interazioni più probabili dai dati disponibili.

“Utilizziamo la stessa logica di un account Netflix, illustra Timothée Poisot. Vale a dire che dopo aver visto una prima serie, la piattaforma ce ne consiglia altre in base alle preferenze delle persone che l’hanno anche guardata. Più serie guardi, più le proposte si affinano. Il nostro algoritmo fa lo stesso. Se sa che un particolare mammifero è infetto da un virus specifico, può valutare la somiglianza con altri mammiferi il cui viroma è meglio conosciuto e suggerire virus che potrebbero infettarlo a loro volta. »

Rischi scarsamente documentati

“Prima del nostro studio, conoscevamo circa 5.500 interazioni tra mammiferi e virus, sottolinea Timothée Poisot. Il nostro algoritmo ha rilevato 76.000 potenziali. Ciò significa che la conoscenza del viroma, o delle possibili interazioni tra virus e mammiferi, ha appena fatto un salto di qualità.

Tra queste nuove interazioni, i ricercatori erano interessati a quelle che riguardavano l’uomo e che presentavano un livello di probabilità molto alto secondo l’algoritmo. Pertanto, 20 virus in particolare sono stati considerati con maggiori probabilità di infettare gli esseri umani. Il fatto che appartengano a diverse famiglie “indica che non è ancora noto che un’ampia varietà di virus possa passare dagli animali all’uomo”, osserva il ricercatore.

La presenza di alcuni virus nell’elenco lo ha quindi sorpreso. “Questo è il caso del virus dell’ectromelia del topo, che fa parte della famiglia dei poxvirus come il vaiolo”, spiega. Non era un virus che sembrava estremamente in grado di infettare gli esseri umani. Tuttavia, cercando nella letteratura scientifica, abbiamo scoperto che c’era stata una trasmissione nelle scuole in Cina negli anni ’80”.

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Inoltre, per molti dei nuovi virus identificati, Timothée Poisot e il suo team sono riusciti a trovare case report negli esseri umani. Tuttavia, queste interazioni non sono mai arrivate ai database utilizzati per la sorveglianza. “Dobbiamo garantire che la nostra conoscenza dei virus animali che possono essere trasmessi agli esseri umani sia documentata e centralizzata”, osserva.

Cerca nei posti giusti

I risultati ottenuti dall’algoritmo mostrano anche che diversi pregiudizi influenzano la nostra conoscenza dei virus e dei mammiferi che infettano.

“Per esempio, siamo molto più interessati agli animali usati come modelli in laboratorio oa quelli che hanno un interesse commerciale, spiega Timothée Poisot. Quindi sappiamo molto sui loro virus. Al contrario, non si sa quasi nulla dei virus che colpiscono animali rari o poco studiati. Tuttavia, anche questi hanno il potenziale per essere trasmessi agli esseri umani. »

Infine, devi cercare nei posti giusti. “Gli scienziati hanno dato molta importanza alle regioni europee perché sono vicine, perché le istituzioni sono ben finanziate e perché c’è una lunga tradizione di virologia”, si lamenta. L’Asia è anche sugli schermi radar a causa della vicinanza tra animali selvatici e umani. L’algoritmo ha, tuttavia, identificato aree del mondo che meritano un ulteriore monitoraggio. “L’America Latina contiene potenzialmente riserve di ricchezza virale che non sono state esplorate”, conferma. La foresta pluviale amazzonica è emersa come uno di questi punti caldi delle interazioni tra virus ospite, secondo l’analisi del gruppo.

Passo successivo

“Aumentando la quantità di dati sulle associazioni tra virus e mammiferi che infettano, il nostro algoritmo può suggerire a quali prestare attenzione, ad esempio in quali animali è probabile che si trovino e dove sul pianeta”, spiega Timothée Poisot. . La palla al balzo è ora nel campo dei biologi che hanno le conoscenze per valutare quali di queste previsioni sono più probabili dal punto di vista biologico e meritano ulteriori indagini.

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