Grazie a un software ispirato al fenomeno biologico dell’evoluzione convergente – quel processo per cui specie diverse sviluppano caratteristiche simili per adattarsi a condizioni ambientali analoghe – un gruppo di ricercatrici e ricercatori del Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano, coordinato da Anna Bernasconi, ha sviluppato un innovativo strumento per prevedere le varianti future di SARS-CoV-2.
Il progetto, realizzato in collaborazione con l’Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana e l’Istituto Nazionale per le Malattie Infettive “Lazzaro Spallanzani” IRCCS di Roma, ha portato alla creazione di ConvMut (abbreviazione di “Convergent Mutations”), un software in grado di individuare i meccanismi evolutivi del virus e di supportare l’aggiornamento dei vaccini e degli anticorpi monoclonali.
ConvMut è liberamente accessibile sulla piattaforma internazionale della GISAID Data Science Initiative, che raccoglie oltre 17 milioni di sequenze genomiche SARS-CoV-2 condivise da migliaia di laboratori nel mondo. Il software permette di esplorare in modo automatico le mutazioni convergenti del virus, compilando grafici di evoluzione che finora richiedevano analisi manuali. Raggruppa i lignaggi per insiemi di mutazioni comuni – spesso acquisite in modo incrementale – e fornisce informazioni quasi in tempo reale sull’evoluzione del SARS-CoV-2.
Sebbene oggi la pandemia di COVID-19 sia sotto controllo grazie alle campagne vaccinali, il virus continua a mutare, specialmente nei pazienti immunocompromessi, per i quali resta una minaccia concreta. Ogni anno i vaccini vengono aggiornati in base al ceppo dominante, ma tra la scelta e la distribuzione passano mesi, e spesso il virus riesce a cambiare più rapidamente di quanto la produzione vaccinale possa seguire.
ConvMut punta a colmare questo divario temporale, consentendo di prevedere con mesi di anticipo quale sarà il ceppo “vincente” e di sviluppare vaccini più mirati ed efficaci.
Oltre alla vaccinazione, il software potrà essere di grande aiuto anche nella progettazione di anticorpi monoclonali, spesso tra le poche terapie disponibili per i pazienti fragili. Predire come evolverà la proteina Spike – il principale bersaglio dei vaccini e dei monoclonali – potrà aiutare le aziende farmaceutiche a orientare meglio i propri investimenti in ricerca e sviluppo, riducendo tempi e costi e aumentando le probabilità di successo.