Crisi dei morsi di serpente: può l’IA trasformare l’approccio centenario agli antiveleni?

I ricercatori hanno utilizzato l’Intelligenza Artificiale per progettare proteine che neutralizzano le tossine chiave nel veleno di serpente, offrendo un potenziale percorso verso trattamenti per morsi di serpente più efficaci e accessibili.

Lo studio, pubblicato su Nature, evidenzia come l’IA possa spianare la strada a nuovi trattamenti per i morsi di serpente, più accessibili, con il potenziale di salvare migliaia di vite ogni anno.

Nature riporta che i morsi di serpente uccidono circa 100.000 persone all’anno e causano disabilità permanente per molti altri, in particolare nelle aree con poche risorse. L’Organizzazione Mondiale della Sanità definisce i morsi di serpente come un “problema di salute pubblica trascurato in molti paesi tropicali e subtropicali”.

I trattamenti attuali, derivati principalmente da anticorpi nel siero sanguigno di animali immunizzati come cavalli e pecore, sono rimasti pressoché invariati per oltre un secolo. Questi antiveleni richiedono spesso un frigorifero e personale medico specializzato per essere somministrati, limitando la loro utilità nelle regioni rurali o mal servite, come sottolineato da Nature.

Il nuovo approccio sfrutta uno strumento AI chiamato RFdiffusion, sviluppato dal team di David Baker presso l’Università di Washington. Ispirato da programmi di generazione di immagini AI come DALL-E, RFdiffusion può progettare proteine in grado di legarsi strettamente a specifici tossici.

In collaborazione con la biochimica Susana Vázquez Torres, il team ha preso di mira tre tipi di tossine presenti nel veleno di serpenti elapidi, noti per causare paralisi, danni ai tessuti e morte.

Utilizzando la RFdiffusion, i ricercatori hanno creato dei “mini-leganti” che si attaccano fortemente a queste tossine del veleno. Gli esperimenti hanno dimostrato che questi mini-leganti possono neutralizzare gli effetti delle tossine nelle cellule coltivate in laboratorio.

Nei test su animali vivi, la squadra ha dimostrato la loro efficacia: i topi iniettati con dosi altrimenti letali di veleno sono sopravvissuti quando trattati con mini-leganti, sia prima che subito dopo l’esposizione. “Questo è probabilmente il risultato sperimentale più interessante che ho avuto fino ad ora nella mia carriera”, ha detto Vázquez Torres.

Le proteine progettate dall’IA vantano vantaggi rispetto agli antiveleni tradizionali. Sono molto stabili e potrebbero eliminare la necessità di refrigerazione, rendendole ideali per ambienti remoti. Inoltre, possono essere prodotte in massa a basso costo utilizzando batteri industriali.

Tuttavia, queste proteine affrontano solo una frazione della complessa composizione del veleno di serpente, il che significa che gli antiveleni futuri potrebbero aver bisogno di combinare più mini-leganti su misura per le specie di serpenti regionali.

Nonostante i risultati promettenti, rimangono sfide nel finanziamento e nello sviluppo clinico. Mentre le imprese di progettazione proteica di Baker per malattie come il cancro hanno ottenuto investimenti sostanziosi, le risorse per malattie trascurate come i morsi di serpente sono scarse.

“Il percorso da seguire per qualsiasi cosa abbia a che fare con malattie infettive o malattie del mondo in via di sviluppo come i morsi di serpente, è semplicemente più difficile,” riporta Nature che Baker ha detto. Tuttavia, questa ricerca rivoluzionaria segna un cambiamento trasformativo nell’affrontare le sfide sanitarie globali con l’IA.