Negli Stati Uniti un gruppo di ricerca ha utilizzato strumenti di intelligenza artificiale e machine learning per identificare 18 nuovi composti antivirali da testare contro il Bundibugyo Ebolavirus, rara specie del virus Ebola
Il virus Ebola continua a rappresentare una minaccia difficile da contenere, soprattutto quando a emergere sono varianti rare per cui non esistono ancora terapie approvate. È il caso del Bundibugyo Ebolavirus, specie identificata per la prima volta in Uganda nel 2007 e oggi coinvolta in un focolaio nella Repubblica Democratica del Congo. Secondo i dati riportati dall’Organizzazione mondiale della sanità, i casi sospetti sono oltre 500 e i decessi potrebbero aver già superato quota 130. In questo scenario, l’intelligenza artificiale prova a diventare uno strumento concreto per accelerare la ricerca farmacologica. Al Southwest Research Institute (SwRI) del Texas, un gruppo di ricercatori ha utilizzato piattaforme di Ai e machine learning per individuare rapidamente una serie di composti antivirali potenzialmente efficaci contro il virus. Il lavoro ha permesso di selezionare 18 nuove molecole candidate che saranno sottoposte a screening nelle prossime settimane nei laboratori del Texas Biomedical Research Institute (Texas Biomed), uno dei pochi centri statunitensi dotati di strutture di biosicurezza di livello 4.
Lo screening virtuale dei composti
Alla base del progetto c’è un software di docking molecolare sviluppato per effettuare screening virtuali di farmaci. Il sistema utilizza modelli di intelligenza artificiale per simulare l’interazione tra molecole e bersagli biologici, restringendo in tempi molto rapidi il numero di candidati più promettenti. “I nostri strumenti di Ai e machine learning aiutano a identificare rapidamente i farmaci candidati che hanno maggiori probabilità di funzionare non solo in un ambiente di alto biocontenimento, ma anche nel corpo umano – spiega Jonathan Bohmann, responsabile dello sviluppo del software -. Siamo pronti a supportare la comunità biomedica con la rapida ricerca e lo sviluppo di antivirali, mentre gli operatori sanitari di tutto il mondo rispondono all’ultima epidemia di Ebola”. La ricerca nasce da una collaborazione decennale tra SwRI e Texas Biomed, iniziata nel 2016 nell’ambito di un programma finanziato dalla Defense Threat Reduction Agency statunitense per studiare nuove strategie terapeutiche contro Ebola.
La molecola M7 e i nuovi analoghi
Negli ultimi due anni i ricercatori hanno lavorato su una piccola molecola chiamata “M7”, già dimostratasi promettente contro lo Zaire Ebolavirus, un’altra specie del virus Ebola. Si tratta di un antivirale “host-directed”, cioè capace di agire sui meccanismi cellulari dell’ospite piuttosto che direttamente sul virus, con la prospettiva di poter funzionare contro più varianti virali. I test di laboratorio hanno però evidenziato alcuni limiti della molecola in vista di una possibile produzione su larga scala. Per questo motivo il team ha deciso di utilizzare nuovi strumenti basati su Large language model (Llm) per individuare composti correlati più stabili e più facilmente sviluppabili. Il progetto, denominato Generative Approaches for Molecular Encodings (GAMES), utilizza un sistema in grado di generare stringhe SMILES, il linguaggio standard che rappresenta la struttura delle molecole attraverso sequenze di testo. Grazie a questo approccio i ricercatori hanno selezionato rapidamente i precursori necessari per sintetizzare 18 nuovi analoghi da testare contro il Bundibugyo Ebolavirus.
La sfida della preparedness
Accanto all’aspetto scientifico, il progetto guarda anche alla rapidità di risposta in caso di emergenze infettive. I ricercatori hanno infatti scelto di utilizzare precursori reperibili sul territorio nazionale americano per evitare rallentamenti legati alla catena di approvvigionamento. “L’attuale epidemia di virus Ebola ci ricorda chiaramente che la ricerca biomedica non è solo una priorità per la salute pubblica, ma anche una questione di sicurezza nazionale e globale – sottolinea Larry Schlesinger, presidente e Ceo di Texas Biomed -. Un investimento costante nella ricerca sulle malattie infettive, insieme allo sviluppo di vaccini e terapie, è essenziale per garantire di essere preparati a contenere le epidemie prima che diventino minacce globali più ampie”. Nelle prossime settimane i nuovi composti saranno testati direttamente contro il virus Bundibugyo nei laboratori ad alta sicurezza di Texas Biomed. “Ora che SwRI ha identificato un maggior numero di composti significativi, possiamo testarli contro il virus più recente e fornire risultati più rapidi – conclude la virologa Olena Shtanko -. L’impatto di questo lavoro è di enorme importanza e siamo ansiosi di supportare la comunità scientifica attraverso la nostra consolidata collaborazione”.
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