Un gruppo di ricercatori dell’Università di Waterloo e dell’Università del Western Ontario (Canada) ha utilizzato l’intelligenza artificiale per individuare il genere di appartenenza di 191 astrovirus precedentemente non identificati. Si tratta di una famiglia di virus geneticamente molto diversificata, che costituisce una delle cause più comuni di diarrea virale nei bambini sotto i cinque anni di età. Inoltre, spiegano gli autori della ricerca, il metodo messo a punto potrebbe essere utilizzato per classificare virus appartenenti ad altre famiglie virali. I dettagli dello studio sono pubblicati su Frontiers in Molecular Biosciences.
Che cosa sono gli astrovirus
La famiglia degli Astroviridae è costituita da piccoli virus a singolo filamento di Rna e comprende due diversi generi: i Mamastrovirus, che infettano i mammiferi, incluso l’essere umano, e gli Avastrovirus, che invece infettano i volatili. Gli astrovirus sono stati identificati per la prima volta nel 1975 a seguito di un’epidemia di gastroenterite negli esseri umani. Come anticipato, gli astrovirus, insieme a rotavirus, norovirus e adenovirus, sono infatti una delle cause più comuni di diarrea virale nei bambini sotto i cinque anni di età. Il contagio avviene tipicamente per via oro-fecale, per esempio a seguito del consumo di acqua contaminata. Anche se spesso causa sintomi di lieve entità, l’infezione con virus appartenenti a questa famiglia è stata associata in passato a casi di encefalite e meningite in pazienti immunocompromessi. Inoltre, la diffusione degli astrovirus negli allevamenti di pollame può causare ingenti perdite economiche.
Lo studio
L’elevata diversità genetica degli astrovirus, spiegano gli autori della ricerca, potrebbe essere legata allo specifico meccanismo che usano per replicarsi e a fenomeni di ricombinazione genetica che possono avvenire in caso di spillover fra specie. Per questo motivo, attraverso le moderne tecniche di sequenziamento genetico vengono continuamente rilevati nuovi astrovirus che necessitano di essere catalogati in base al loro genere di appartenenza.
Gli autori dello studio hanno quindi utilizzato l’intelligenza artificiale, e in particolare un algoritmo di machine learning, per trovare una “casa” agli astrovirus non ancora classificati. Il protocollo messo a punto dai ricercatori è costituito da tre fasi consecutive: la prima consiste nel training del modello, effettuato utilizzando tutte le sequenze genetiche di astrovirus disponibili che abbiano una classificazione tassonomica nota. Nella seconda fase il modello così “istruito” viene utilizzato per etichettare gli astrovirus non ancora classificati. Nell’ultima fase vengono infine identificate le specie ospiti a partire dalle quali sono state isolate le sequenze genetiche dei campioni virali appena catalogati.
“L’idea principale alla base del metodo di classificazione è di sfruttare il machine learning per classificare le specie imparando dalle loro ‘firme genomiche’”, spiega Lila Kari, docente presso la School of Computer Science dell’Università di Waterloo e ultima autrice dello studio. “Il metodo di classificazione è entusiasmante sia per la sua rapidità che per la sua generale applicabilità”, conclude: “Questo metodo può aiutarci a capire come i virus vengono trasmessi fra diversi animali. E può anche essere usato per classificare virus di altre famiglie virali, come Hiv e Dengue”.
Fonte : Wired
