[lid] Utilizzando la tecnologia dell’intelligenza artificiale e la modellazione matematica, un gruppo di ricerca guidato dall’Università di Nagoya ha rivelato che il comportamento umano, come i blocchi e le misure di isolamento, influenzano l’evoluzione di nuovi ceppi di COVID-19. Il SARS-CoV-2, il virus che causa il COVID-19, si è sviluppato per diventare più trasmissibile nelle prime fasi del suo ciclo di vita. I risultati del ricercatore, pubblicati su  Nature Communications , forniscono nuove informazioni sulla relazione tra il comportamento delle persone e gli agenti patogeni. 

Come qualsiasi altro organismo vivente, i virus si evolvono nel tempo. Quelli con vantaggi in termini di sopravvivenza diventano dominanti nel pool genetico. Molti fattori ambientali influenzano questa evoluzione, compreso il comportamento umano. Isolando le persone malate e utilizzando i lockdown per controllare le epidemie, gli esseri umani possono alterare l’evoluzione del virus in modi complicati. Prevedere come si verificano questi cambiamenti è fondamentale per sviluppare trattamenti e interventi adattivi.  

Un concetto importante in questa interazione è la carica virale, che si riferisce alla quantità o concentrazione di un virus presente per ml di fluido corporeo. Nella SARS-CoV-2, una carica virale più elevata nelle secrezioni respiratorie aumenta il rischio di trasmissione attraverso le goccioline. La carica virale si riferisce alla possibilità di trasmettere un virus ad altri. Ad esempio, un virus come l’Ebola ha una carica virale eccezionalmente elevata, mentre il comune raffreddore ne ha una bassa. Tuttavia, i virus devono eseguire un’attenta azione di bilanciamento, poiché aumentare la carica virale massima può essere vantaggioso, ma una carica virale eccessiva può far sì che gli individui si ammalino troppo per trasmettere il virus ad altri. 

Il gruppo di ricerca guidato dal professor Shingo Iwami presso la Graduate School of Science dell’Università di Nagoya ha identificato le tendenze utilizzando modelli matematici con una componente di intelligenza artificiale per indagare su dati clinici precedentemente pubblicati. Hanno scoperto che le varianti SARS-CoV-2 che avevano più successo nella diffusione avevano un picco più precoce e più elevato della carica virale. Tuttavia, poiché il virus si è evoluto dalle varianti pre-Alfa a Delta, ha avuto una durata di infezione più breve. I ricercatori hanno anche scoperto che la riduzione del periodo di incubazione e l’aumento della percentuale di infezioni asintomatiche registrate durante la mutazione del virus hanno influenzato anche l’evoluzione del virus. 

I risultati hanno mostrato una chiara differenza. Mentre il virus si evolveva dal ceppo Wuhan al ceppo Delta, hanno riscontrato un aumento di 5 volte della carica virale massima e un aumento di 1,5 volte del numero di giorni prima che la carica virale raggiungesse il picco.  

Iwami e i suoi colleghi suggeriscono che i cambiamenti comportamentali umani in risposta al virus, progettati per limitare la trasmissione, stavano aumentando la pressione selettiva sul virus. Ciò ha causato la trasmissione del SARS-CoV-2 principalmente durante i periodi asintomatici e presintomatici, che si verificano nelle prime fasi del suo ciclo infettivo. Di conseguenza, il picco della carica virale è avanzato fino a questo periodo per diffondersi in modo più efficace nelle prime fasi presintomatiche.  

Nel valutare le strategie di sanità pubblica in risposta al COVID-19 e a qualsiasi futuro agente patogeno potenzialmente causa di pandemia, è necessario considerare l’impatto dei cambiamenti nel comportamento umano sui modelli di evoluzione del virus. “Ci aspettiamo che la pressione immunitaria derivante dalle vaccinazioni e/o da precedenti infezioni guidi l’evoluzione della SARS-CoV-2”, ha affermato Iwami. “Tuttavia, il nostro studio ha scoperto che il comportamento umano può anche contribuire all’evoluzione del virus in modo più complicato, suggerendo la necessità di rivalutare l’evoluzione del virus”. 

Il loro studio suggerisce la possibilità che nuovi ceppi di coronavirus si siano evoluti a causa di una complessa interazione tra sintomi clinici e comportamento umano. Il gruppo spera che la loro ricerca acceleri la creazione di regimi di test per trattamenti adattivi, screening efficaci e strategie di isolamento. 

Lo studio, “L’isolamento può selezionare un picco di carica virale precedente e più elevato ma una durata più breve nell’evoluzione della SARS-CoV-2”, è stato pubblicato su Nature Communications il 21 novembre 2023, all’indirizzo DOI: 10.1038/s41467-023-43043-2 .

Autori:

Junya Sunagawa, Hyeongki Park, Kwang Su Kim, Ryo Komorizono, Sooyoun Choi, Lucia Ramirez Torres, Joohyeon Woo, Yong Dam Jeong, William S. Hart, Robin N. Thompson, Kazuyuki Aihara, Shingo Iwami e Ryo Yamaguchi