Bisogna prepararsi alla prossima pandemia


Bisogna prepararsi alla prossima pandemia

Un team internazionale di ricercatori guidato da un professore della University of Virginia School of Medicine sta avvertendo che gli scienziati devono prepararsi meglio per la prossima pandemia e ha sviluppato un piano per farlo.

Analizzando l'enorme mole di dati scientifici generati in risposta a COVID-19, il dottor Wladek Minor, PhD (1) e colleghi di UVA's chiedono la creazione di un “sistema informativo avanzato” (AIS) per aiutare gli scienziati a integrare, monitorare e valutare le enormi quantità di dati che verranno prodotti quando i ricercatori riveleranno l'architettura molecolare del prossimo patogeno che rappresenta una grande minaccia biologica. Queste informazioni sulla forma, struttura e funzione di un agente patogeno sono essenziali per lo sviluppo di farmaci, vaccini e trattamenti. Ad esempio, i vaccini COVID-19 ora disponibili prendono di mira la proteina “spike” sulla superficie del virus SARS-CoV-2.

La loro risorsa online molto citata per COVID-19 (SARS-CoV-2 related structures | Source of validated molecular models) dimostra l'utilità del loro approccio e può essere utilizzata come base per la nuova strategia di ricerca, dicono. Il sito include modelli strutturali 3-D attentamente convalidati di numerose proteine correlate al virus SARS-CoV-2, inclusi molti potenziali bersagli farmacologici.

«I modelli strutturali e altri risultati sperimentali prodotti da vari laboratori devono seguire una procedura di valutazione standard per garantire che siano accurati e conformi agli standard scientifici accettati», ha affermato il dottor Wladek Minor, Harrison Distinguished Professor of Molecular Physiology and Biological Physics presso UVa. «La convalida standardizzata è importante per tutte le aree delle scienze biomediche, in particolare per i modelli strutturali, che sono spesso utilizzati come punto di partenza nella ricerca successiva, come gli studi di docking di farmaci guidati dal computer e il data mining. Anche errori apparentemente insignificanti possono portare questa ricerca fuori strada».

Combattere una pandemia

Un ruolo importante dell'AIS sarebbe identificare le strutture che possono essere raffinate e migliorate, dicono i ricercatori. Essi si sono felicitati nel notare che l'ispezione dei modelli molecolari prodotti per i componenti di COVID-19 e depositati nel database online della Protein Data Bank suggerisce che la maggior parte era molto buona. Meno dell'1% necessitava di una reinterpretazione significativa e meno del 10% poteva essere ottimizzato con revisioni moderate.

Tuttavia, buoni modelli richiedono buoni progetti. Lo stesso vale per i vaccini e le cure per le malattie. È fondamentale, dicono i ricercatori, che i dati strutturali e di altro tipo per i patogeni siano il più accurati possibile e che scienziati di vari campi parlino la stessa lingua quando li discutono e li usano. L'AIS proposto contribuirebbe a garantire la conformità tra le discipline.

«Quasi 100.000 articoli relativi a COVID-19 sono stati pubblicati e oltre un migliaio di modelli di macromolecole codificati da SARS-CoV-2 sono stati determinati sperimentalmente in circa un anno. Nessun singolo essere umano può digerire questo volume di informazioni», ha detto il dottor Minor. «Riteniamo che la soluzione più promettente al sovraccarico di informazioni e alla mancanza di un efficace recupero delle stesse sia la creazione di un sistema informativo avanzato in grado di raccogliere i risultati da tutte le risorse pertinenti e presentare le informazioni in modi istruttivi che promuovano la comprensione e la conoscenza».

I ricercatori riconoscono che l'attuazione della loro proposta sarebbe un'impresa importante. Altre risorse che cercavano di offrire vantaggi simili su scala minore sono già andate e venute. Ecco perché è così importante, dicono gli scienziati, che agiamo ora. «La creazione di un AIS richiederà senza dubbio la collaborazione di molti scienziati esperti nei rispettivi campi, ma sembra essere l'unico modo per preparare la scienza biomedica alla prossima pandemia», scrivono i ricercatori in un nuovo documento scientifico che delinea la loro proposta.

«Nella storia dell'umanità, la pandemia COVID-19 è relativamente lieve rispetto alla peste bubbonica (peste nera) che ha ucciso cento volte più persone», concludono i ricercatori. «La prossima volta potremmo non essere così fortunati».

I ricercatori - di UVA, National Cancer Institute, Polonia e Austria - hanno dettagliato il loro piano in un articolo sulla rivista scientifica IUCrJ. (2) L'articolo è presente sulla copertina della rivista. Il team di ricerca è composto da Marek Grabowski, Joanna M. Macnar, Marcin Cymborowski, David R. Cooper, Ivan G. Shabalin, Miroslaw Gilski, Dariusz Brzezinski, Marcin Kowiel, Zbigniew Dauter, Bernhard Rupp, Alexander Wlodawer, Mariusz Jaskolski e Minor.

Nel loro documento, i ricercatori hanno riconosciuto con gratitudine il sostegno finanziario dell'Istituto nazionale di scienze mediche generali del National Institutes of Health, concessione R01-GM132595; l'Agenzia nazionale polacca per gli scambi accademici, sovvenzione PN/BEK/2018/1/00058/U/00001; il Polish National Science Center, borsa di studio 2020/01/0 / NZ1 / 00134; il programma di ricerca intramurale del NIH, National Cancer Institute, Center for Cancer Research; FWF (Austrian Science Foundation), borsa di studio P 32821; e il Polish National Science Center, grant 2018/29/B/ST6/01989.

Il dottor Wladek Minor e il suo collaboratore di lunga data Zbyszek Otwinowski, PhD, (3) dell'Università del Texas Southwestern Medical Center, hanno recentemente ricevuto il Tadeusz Sendzimir Applied Sciences Award dal Polish Institute of Arts and Sciences of America per i loro sforzi volti a sviluppare e promuovere software per applicazioni biomediche in il campo della biologia strutturale.

Riferimenti:

(1) Wladek Minor

(2) Rapid response to emerging biomedical challenges and threats

(3) Zbyszek Otwinowski

Descrizione foto: Un team internazionale di ricercatori guidato dal dottor Wladek Minor, PhD, avverte che gli scienziati devono prepararsi ora per la prossima pandemia e ha sviluppato un piano per farlo. - Credit: Dan Addison | UVA Communications.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Scientists Urge Swift Action to Prepare for Next Pandemic

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