Intesa supporta l’Ospedale Sacco per il sequenziamento genomico del Coronavirus

Nel campo della biologia molecolare e della genetica, il genoma è il materiale genetico di un organismo, rappresentato, nel caso dei Coronavirus, da RNA. Il sequenziamento dell’intero genoma è il processo usato per ricavare la sequenza nucleotidica di un genoma intero. Una sequenza genomica è quindi una successione ordinata delle basi azotate presenti nel genoma. Nel caso del Coronavirus, la dimensione genomica è pari a circa 30.000 basi azotate (adenina, guanina, citosina, timina).

Per spiegare quanto due o più organismi siano correlati tra di loro, da un punto di vista evolutivo, si esegue l’analisi filogenetica, volta a produrre degli alberi in grado di descrivere le relazioni tra un isolato genoma e l’altro.

Intesa Sanpaolo Innovation Center e il laboratorio di malattie infettive del Dipartimento di Scienze Biomediche e Cliniche Luigi Sacco dell’Università Statale di Milano (Ospedale Sacco) hanno avviato dallo scorso marzo, fin dai primi giorni di lockdown, una stretta collaborazione per il sequenziamento genomico e la mappatura geografica sul territorio nazionale del SARS-CoV-2, agente della COVID-19, e la ricostruzione dell’origine e delle modalità di diffusione del virus tra la popolazione italiana.

Il laboratorio di intelligenza artificiale di Intesa Sanpaolo Innovation Center supporta il lavoro di ricerca del laboratorio di malattie infettive della Statale all’Ospedale Sacco mettendo a disposizione competenze e capitale umano in ambito informatico, statistico e di data science. Innovation Center fornisce una maggiore potenza di calcolo, con la creazione di un ambiente di ricerca (server, database, accessi, licenze e strumenti informatici) grazie al quale sono stati sviluppati codici di programmazione per l’automazione di una parte rilevante delle ricerche, come le fasi di selezione e pulizia delle sequenze genomiche.

La collaborazione si è rivelata determinante nell’analisi della notevole mole di sequenze genomiche depositate nelle banche dati pubbliche e nelle strutture che fanno parte del network laboratorio di malattie infettive, capofila del progetto per il sequenziamento genomico e la mappatura geografica del Coronavirus che coinvolge oltre 20 centri clinici italiani.

Il progetto, di fondamentale importanza per la sorveglianza molecolare del SARS-CoV-2, ha portato alla pubblicazione di un paper scientifico sulla rivista medica internazionale Viruses, dal titolo Molecular tracing of SARS- CoV-2 in Italy in the first three months of the epidemic. Lo studio, svolto su 59 nuovi genomi virali ottenuti in diverse regioni italiane, ha permesso di osservare che la quasi totalità dei virus presenti nel nostro territorio appartengono al lignaggio B.1, poi divenuto quello più diffuso al mondo, e che il più probabile periodo di ingresso in Italia, secondo stime sugli alberi filogenetici datati, è tra la fine di gennaio e i primi di febbraio 2020, almeno un mese prima della descrizione dei primi casi di COVID-19 nel nostro Paese. Lo studio ha inoltre permesso di stimare i parametri relativi alla trasmissibilità del virus che sono cresciuti a cominciare da febbraio, raggiungendo il picco intorno alla metà di marzo, quando il numero di casi secondari derivanti da un singolo soggetto infetto è risultato pari a 2.3 (un numero espresso attraverso il parametro R).

«I significativi risultati ottenuti confermano l’importanza dell’approccio multidisciplinare unito al rigore scientifico e il ruolo fondamentale della cooperazione tra pubblico e privato nella ricerca» – ha affermato il professor Massimo Galli, ordinario di Malattie infettive alla Statale di Milano e direttore della Divisione Clinicizzata Malattie Infettive dell’Ospedale Sacco. «Ci auguriamo che la collaborazione con Intesa Sanpaolo Innovation Center, con le sue competenze informatiche, statistiche, matematiche e di gestione dei dati, possa proseguire in una prospettiva di più lungo respiro, con la creazione di un ambiente di ricerca aperto per l’archiviazione e la condivisione delle sequenze genomiche e dei relativi dati anagrafici e clinici, che sarebbe di grande utilità per il network italiano comprendente il Laboratorio di Malattie Infettive e, in prospettiva, per la comunità scientifica internazionale».

La collaborazione tra i due laboratori sta continuando per selezionare, pulire e allineare le sequenze raccolte, misurarne il grado di similarità e individuare i processi di mutazione (sostituzioni, inserzioni e delezioni); ricostruire la filogenesi, con metodi basati su verosimiglianza o con approcci bayesiani, validando la robustezza dell’albero con metodi statistici (Bootstrap, Inferenza Bayesiana); realizzare la stima dei parametri epidemiologici e la ricostruzione del processo di diffusione dell’infezione attraverso approcci di filogeografia; sperimentare nuovi strumenti che consentono l’automazione del processo di elaborazione e di visualizzazione dei risultati attraverso un pannello di controllo interattivo.

«Durante la pandemia da Coronavirus, il gruppo Intesa Sanpaolo ha sostenuto in varie forme numerose strutture ospedaliere del Paese, con particolare riguardo alle zone più colpite. Come Innovation Center, abbiamo scelto di supportare le attività di ricerca sulla Covid-19 svolte dal gruppo dei ricercatori della Statale di Milano all’Ospedale Sacco di Milano, diretto dal Professor Massimo Galli, mettendo a disposizione fin da subito competenze e strumenti», spiega Maurizio Montagnese, presidente di Intesa Sanpaolo Innovation Center. «La nostra costante collaborazione con università e centri di ricerca di eccellenza ha favorito lo sviluppo, al nostro interno, di nuove professionalità come i data scientist e gli analyst del Laboratorio di Intelligenza Artificiale, in grado di far dialogare la ricerca fondamentale con le sfide del business non solo in ambito finanziario. Dal loro lavoro in sinergia con i ricercatori dell’Università è nato un ambiente informatico protetto, denominato Smart IT, che stiamo continuando a potenziare con l’impegno e la competenza di altre strutture della Banca, per consolidare e far evolvere quanto iniziato e metterlo a disposizione di altre strutture e istituzioni per la lotta al Coronavirus».

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