Predire in anticipo come muterà il virus per progettare vaccini e anticorpi più efficaci, è la sfida che la ricerca italiana ha deciso di affrontare con “ConvMut”, un software capace di analizzare milioni di sequenze genetiche del coronavirus e di anticiparne le evoluzioni future.
Una tecnologia che potrebbe cambiare il modo in cui si preparano i vaccini anti-Covid, rendendoli più mirati, tempestivi e resistenti alle mutazioni.
Un’idea nata dalla ricerca italiana
ConvMut è il risultato di una collaborazione tra tre eccellenze del Paese: l’Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana (Aoup), l’Istituto Nazionale per le Malattie Infettive “Lazzaro Spallanzani” di Roma e il Politecnico di Milano.
Il progetto, descritto in un preprint pubblicato su BiorXiv, combina le competenze di virologi, bioinformatici e ingegneri per creare uno strumento in grado di prevedere le mutazioni di Sars-CoV-2 e di supportare le decisioni sui ceppi da includere nei futuri vaccini o negli anticorpi monoclonali.
Una piattaforma di previsione evolutiva che, grazie all’elaborazione di enormi quantità di dati genetici, potrebbe offrire alla comunità scientifica un vantaggio di mesi nella corsa contro il virus
Un virus che continua a cambiare
A cinque anni dall’inizio dell’emergenza sanitaria globale, Sars-CoV-2 continua a mutare per adattarsi alla popolazione umana.
Come spiega Daniele Focosi, ematologo e virologo dell’Aoup, oggi il Covid è un problema concentrato soprattutto nei pazienti immunocompromessi, ma il virus non ha smesso di evolversi e continua a generare nuove varianti.
Un processo che costringe a rivedere periodicamente i vaccini, basandosi sul ceppo dominante del momento. Tuttavia, tra la scelta della variante e la distribuzione delle dosi trascorrono spesso diversi mesi, durante i quali il virus può già essere mutato.
A oggi, sono stati identificati oltre 5.000 sottotipi di Sars-CoV-2, una varietà genetica che rende difficile mantenere il passo.
Come funziona ConvMut e a cosa serve
Il cuore del progetto è il concetto di evoluzione convergente, cioè quel fenomeno per cui organismi differenti sviluppano tratti simili quando si trovano ad affrontare condizioni ambientali analoghe.
ConvMut sfrutta questo principio per individuare le mutazioni più “vantaggiose” che il virus tenderà a conservare. Il software analizza automaticamente milioni di sequenze genomiche, individuando i pattern genetici che si ripetono e raggruppando i lignaggi virali in base alle mutazioni condivise.
Secondo Anna Bernasconi, ricercatrice del Politecnico di Milano, ConvMut costruisce in tempo reale mappe evolutive che prima venivano elaborate manualmente, fornendo dati aggiornati sull’andamento delle mutazioni.
Il sistema utilizza gli oltre 17 milioni di genomi virali depositati nella piattaforma internazionale Gisaid EpiCoV, dove laboratori di tutto il mondo condividono le sequenze e i metadati associati per monitorare le minacce emergenti.
L’applicazione pratica è chiara: predire con mesi di anticipo quale variante diventerà predominante consentirebbe di progettare vaccini più mirati e tempestivi, aumentando la loro efficacia.
Oltre ai vaccini, ConvMut potrà essere utilizzato anche per ottimizzare gli anticorpi monoclonali, terapie essenziali per i pazienti fragili che non possono ricevere la vaccinazione o che rispondono in modo limitato.
Comprendere in anticipo come muterà la proteina Spike, il bersaglio di questi farmaci, potrebbe ridurre i costi e i fallimenti nella ricerca e sviluppo dei monoclonali, migliorandone l’efficacia e la durata.
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Una risorsa per la comunità scientifica mondiale
ConvMut è accessibile liberamente online attraverso la piattaforma Gisaid, dove i ricercatori possono esplorare le mutazioni convergenti del virus e monitorarne in tempo reale l’evoluzione.
Il progetto dimostra come la collaborazione tra medicina, ingegneria e data science possa fornire strumenti concreti per affrontare le emergenze sanitarie globali, con un contributo di primo piano della ricerca italiana.
Un passo importante non solo per prevedere il futuro del Covid, ma anche per prepararsi alle sfide di nuovi virus emergenti.
Fonti:
