GIOVANNI GHIRGA

CIVITAVECCHIA - Un team di ricercatori ha recentemente sviluppato un modello di intelligenza artificiale in grado di prevedere quali varianti di coronavirus probabilmente domineranno e causeranno eventuali nuove ondate.

Il lavoro è stato condotto da Jacob Lemieux (Harvard Medical School / Massachusetts General Hospital) e Pardis Sabeti (Broad Institute MIT / Harvard Medical School).

La ricerca ha coinvolto anche i ricercatori di intelligenza artificiale Fritz Obermeyer e Martin Jankowiak, i quali hanno sviluppato un modello di apprendimento automatico in grado di gestire enormi quantità di dati e fornire una base per questo studio.

I ricercatori hanno analizzato oltre 6 milioni di genomi. Lemiux: “Un genoma è una sequenza tipicamente di un singolo paziente e tendiamo a pensare a un genoma che rappresenta il virus di un paziente. Questa è una approssimazione abbastanza buona di ciò che è nel database. Tuttavia, l'infezione di ogni paziente corrisponde a molti milioni di copie del virus, quindi rappresenta una piccola frazione del numero di eventi di replicazione SARS-CoV-2 che si sono verificati durante la pandemia. Ci sono piccole variazioni all'interno di una determinata persona, ma non abbiamo bisogno di modellarle tutte per capire la pandemia. In effetti, molte delle sequenze virali tra individui diversi sono identiche a livello di consenso. Quindi non ci sono 6,5 milioni di sequenze genomiche uniche; alcune sono identiche. Questo è in realtà ciò che tracciamo, perfino generalizzando i dati a livello di lignaggi, i quali sono essenzialmente gruppi di genomi geneticamente simili che consideriamo insieme. Quindi ci chiediamo, in popolazioni diverse nel tempo: vediamo più di quel gruppo di genomi chiamato "il lignaggio" o meno di quel gruppo di genomi nel tempo? Ai fini di questo modello, utilizziamo 3.000 lignaggi e ognuno contiene una costellazione unica di mutazioni. Le mutazioni, tuttavia, possono verificarsi in più di un lignaggio. Ed è qui che siamo in grado di ottenere il potere di chiedere quali mutazioni sono responsabili di un lignaggio che cresce nel tempo o si estingue. Inoltre, poiché persone in tutto il mondo stanno contribuendo con i genomi a questi database, abbiamo essenzialmente una visione in tempo reale di quali lignaggi stanno crescendo in quali luoghi, a volte a causa di un caso casuale, come un grande evento di super-diffusione. Siamo in grado di dedurre di cosa si tratta facendo la stessa cosa per le mutazioni. Se vediamo una mutazione come N501Y, ad esempio, la quale si trova costantemente nei lignaggi che tendono a crescere, allora pensiamo che ci sia qualcosa in quella mutazione che fa crescere quel lignaggio in una popolazione.

Il nuovo modello di intelligenza artificiale/apprendimento automatico, chiamato PyR 0 (pie-R-naught), aiuterà nell'attuale pandemia e per le malattie a venire.

A. Powell. Using AI as a pandemic crystal ball. The Harvard Gazette - Health and Medicine. August 29, 2022.