Come può la ricerca di frontiera aiutare durante questa epidemia di COVID-19? Per scoprirlo, abbiamo parlato con diversi ricercatori ERC che lavorano nel campo della biologia molecolare, della virologia, immunologia, epidemiologia e molti altri ancora. Tante delle loro scoperte possono essere applicate alla situazione attuale e potrebbero aiutarci a capire, predire e contenere il contagio.
Questa pagina viene aggiornata continuamente con storie e testimonianze di ricercatori che lavorano all'emergenza - lista di progetti ERC correlati al COVID-19
06-04-2020
Un’app sul cellulare permetterà la diagnosi tempestiva del COVID-19
Il mio campo di ricerca sono i servizi e le applicazioni mobili a supporto della salute e della medicina, un’area emergente nella nostra società sempre più connessa. I progressi tecnologici hanno reso possibile l’uso di telefoni cellulari, tablet, orologi smart, per monitorare lo stato di salute dei pazienti, raccogliere dati clinici, fornire informazioni a pazienti, medici e ricercatori in tempo reale. Con il mio gruppo di ricerca mettiamo a punto dei sistemi audio efficaci da integrare a questi dispositivi mobili al fine di captare i suoni provenienti dal corpo umano e permettere una diagnosi tempestiva di diverse malattie facendo ricorso all’intelligenza artificiale. Le anomalie che si riscontrano nei battiti del cuore, nei sospiri, nei respiri, nella voce, sono dei segnali di malattia e, di consegenza, una fonte importante di informazioni mediche. Il nostro scopo, in questo progetto finanziato dall’ERC, è quello di perfezionare le tecnologie audio nei dispositivi mobili per individuare l’insorgenza e seguire il decorso di varie malattie a carico dell’apparato respiratorio e cardiovascolare. Si tratta di un potenziale enorme per degli ausili diagnostici accessibili a poco costo su larga scala.
Abbiamo appena lanciato un’applicazione per una raccolta dati di ampia portata sul COVID-19. Tosse secca e respiro affannoso sono sintomi peculiari di questa malattia. Il nostro intento è quello di sviluppare degli algoritmi di cui ci si potrà avvalere in seguito per individuare in maniera automatica chi è affetto da COVID-19 analizzandone la voce, il respiro e i colpi di tosse.
Le persone che pensano di aver contratto il COVID-19 possono installare l’app sul loro cellulare e introdurre i dati sull’evoluzione dei loro sintomi. Sarà loro richiesto di registrare alcuni colpi di tosse e qualche respiro e di rispondere a domande sulla temperatura corporea, la frequenza della tosse, le pulsazioni sul polso, il sesso, l’età ed eventuali malattie pregresse. La partecipazione a questo studio è su base volontaria e permette di contribuire alla ricerca su questa nuova malattia. In un secondo tempo, svilupperemo dei parametri audio che permetteranno di diagnosticare il COVID19 principalmente con l’analisi dei suoni prodotti dal paziente.
Cecilia Mascolo ha ricevuto un ERC Advanced Grant nel 2019.
03-04-2020
Scelte informate contro il COVID-19
Andrea Galeotti: Il mio grant ERC si occupa di interconnessioni tra imprese o individui che prendono decisioni economiche e delle loro conseguenze sugli altri. Una domanda centrale alla mia ricerca è quella di comprendere come un agente con potere decisionale possa formulare interventi che sono differenziati in base alla posizione di questi agenti nella loro complessa rete di interazione. Prima della pandemia, ho applicato questa domanda generale a mercati digitali ed a mercati oligopolisti.
Paolo Surico: Il mio lavoro è quasi la controparte empirica di quello di Andrea. Nei miei tre grant ERC, ho cercato di identificare quelle caratteristiche individuali che rendono le imprese o le famiglie più propense a rispondere a misure politiche. Possiamo usare queste conoscenze per due cose: sviluppare politiche più efficaci e mirate, e valutare politiche concorrenti. Come si collega tutto questo a COVID-19? Andrea ed io ci siamo resi conto che c'era molta disinformazione che rendeva difficile alle persone dare un senso ai numeri. Alla fine, COVID-19 è un problema di connessioni - contagio, diffusione – e in questo Andrea è uno specialista. Pensando ai dati, per i governi sarebbe utile avere informazioni su quali caratteristiche individuali possono prevedere i gruppi che hanno maggiori probabilità di essere infettati e diffondere la malattia, per creare politiche sanitarie ed economiche migliori e più mirate. E qui entro in gioco io.
Andrea Galeotti: Abbiamo iniziato a lavorare su COVID-19 a causa dei diversi approcci politici di due paesi a cui siamo vicini, Italia e Regno Unito. Alcune settimane fa, i due stati stavano adottando approcci molto diversi. Ci siamo resi conto che non c'era davvero un modo per le persone di informarsi adeguatamente sui diversi lati positivi e negativi legati alle due politiche. Quindi, abbiamo iniziato a studiare e raccogliere dati. Abbiamo creato una narrativa - una lezione e diversi video - senza alcun punto di vista politico, solo un'analisi scientifica dei pro e dei contro del processo decisionale. Aggiorniamo tutto continuamente, in modo che gli utenti possano ottenere le informazioni più recenti e corrette.
Paolo Surico: Vorremmo che gli utenti di questo lavoro fossero sia il grande pubblico che i politici. In un certo senso, utilizziamo gli strumenti che abbiamo sviluppato durante i nostri grant ERC, per generare un menù di scelte politiche, presentando i loro pro e contro in modo che un pubblico non tecnico possa capirle ed analizzarle. Abbiamo scelto un approccio bottom-up, distribuendo questi strumenti attraverso i social media e ora testate importanti ne parlano, e ci stanno contattando politici e amministratori. Stiamo anche collaborando con il sindaco della città di Bergamo per creare strumenti che si spera possano essere utilizzati da tutti i comuni italiani. Lavoriamo con il coordinatore del servizio sanitario nella regione Lombardia, stiamo parlando con la Commissione Europea. Spero che questa sia davvero una spinta per gli accademici affinché escano dalle loro torri d'avorio e parlino direttamente con le persone, così come con i politici che possono veramente beneficiare del loro lavoro.
Andrea Galeotti: Credo che uno dei risultati della pandemia di COVID-19 sia la nascita di collaborazioni durature tra ricercatori. Ricercatori come Paolo ed io, ma anche tra diverse discipline. Abbiamo ricevuto molto interesse da specialisti della salute, epidemiologi, ingegneri. Penso che ciò accadrà ancora di più nel futuro, magari anche dopo questa crisi.
Paolo Surico ha ricevuto ERC Starting Grant nel 2010 and due ERC Consolidator Grant nel 2014 e nel 2017. Andrea Galeotti ha ricevuto un ERC Starting Grant nel 2011 e un ERC Consolidator Grant nel 2016.
27-03-2020
Cosa possiamo imparare dalle epidemie del passato?
Con il nostro progetto finanziato dall’ERC abbiamo studiato i meccanismi di trasmissione della peste, con lo scopo di spiegare la sua diffusione in età medievale. Studiosi del XIX secolo scoprirono che i ratti, e le loro pulci, avevo la capacità di trasmettere la peste agli esseri umani, ma c’erano ancora delle inconsistenze in questo modello di infezione. Abbiamo testato il modello della trasmissione tra esseri umani mediata da parassiti dell’uomo, quali le pulci e i pidocchi. L’analisi statistica ha confermato che questo modello è plausibile. Questa scoperta è utile oggi per combattere adeguatamente la peste. Sappiamo che la terza pandemia di peste, quella del 1894, si è arrestata in Europa a metà del secolo scorso, in concomitanza con l’introduzione degli insetticidi, ma anche di bagni privati, lavatrici, aspirapolvere, e di altri mezzi per migliorare l’igiene personale e ambientale. In altre parti del mondo, dove sono presenti riserve naturali, per esempio, di ratti infetti e dei loro parassiti, episodi sporadici di infezioni o epidemie vengono ancora riportate annualmente.
Per studiare le dinamiche della peste storicamente e geograficamente, abbiamo analizzato il DNA dalle ossa di più di 400 vittime, ottenendo così il genoma del batterio responsabile dell’infezione, Yersinia pestis. Abbiamo poi fatto la mappatura dell’albero filogenetico. Il risultato è stato interpretato nel contesto storico, con l’ipotesi che la peste fosse stata ripetutamente introdotta in Europa dall’esterno e che circolasse tra regioni differenti per via del commercio e dei trasporti, esattamente come al tempo della terza pandemia. La più grande pandemia di peste conosciuta, la Peste Nera (1346-1353), e l’ondata successiva del 1357-1366, sembrano aver avuto origine nei dintorni della regione del Volga, e essere state introdotte attraverso il commercio di pellicce.
In Europa, la trasmissione della peste si è ridotta di molto per via dell’introduzione di norme per contrastare i contagi. Nel XIX secolo, diverse epidemie hanno fatto tremare il continente, soprattutto a causa delle nuove locomotive, delle navi a vapore, che rappresentano l’inizio della globalizzazione. In risposta, furono organizzate numerose conference internazionali sulla sanità (Venezia 1892, Dresda 1893, Parigi 1894) per trovare un modo di gestire queste malattie. La prima tra queste conferenze ad occuparsi di peste fu organizzata poco dopo aver identificato due casi a bordo di una nave proveniente da Bombay attraccata sul Tamigi. Le misure stabilite cercarono anche di far fronte all’aspetto economico. Il commercio con le regioni del contagio non fu vietato, ma severissimi controlli furono applicati sia alla partenza che all’arrivo di navi e treni.
Per quanto riguarda la prevenzione della peste, i risultati migliori sono stati ottenuti in seguito ad una risposta rapida per contenere i contagi: quarantena ed isolamento di casi confermati e sospetti; intensificazione di misure di pulizia e cooperazione dei cittadini grazie ad estese campagne di informazione accompagnata da decreti restrittivi. Tracciare la diffusione e ricostruire le catene di trasmissione ha aiutato a comprendere i meccanismi di introduzione e diffusione e ad isolare i casi sospetti. Delegazioni e commissioni mediche sono state inviate da tutto il mondo ai focolai epidemici per migliorare la comprensione delle dinamiche della diffusione e aiutare a combatterla. A livello internazionale, la cooperazione e la solidarietà tra i paesi sono importanti per non abbassare mai la guardia contro la diffusione delle infezioni.
Barbara Bramanti ha ricevuto un ERC Advanced Grant nel 2012.
24-03-2020
Prevedere la diffusione del COVID-19 con dei modelli matematici
A causa della crescente mobilità delle persone a livello mondiale, le malattie infettive si diffondono rapidamente, causando spesso epidemie o, come nel caso dell'attuale COVID-19, arrivando perfino al livello di pandemie. In che modo è possibile prevedere, anticipare e gestire meglio la diffusione di questi contagi?
Mi occupo di epidemiologia computazionale, una nuova disciplina scientifica in cui convergono matematica, statistica, scienze computazionali ed epidemiologia. Questa combinazione di approcci e metodi diversi ci permette di raccogliere e integrare enormi quantità di dati sulle passate epidemie, che usiamo per costruire modelli matematici e computazionali. Questi modelli possono prevedere in maniera affidabile, dettagliata ed accurata, come le future epidemie si svilupperanno.
Grazie al mio progetto EPIFOR, finanziato dall’ERC e svoltosi dal 2008 al 2013, ho potuto sviluppare, insieme alla mia squadra, una serie di strumenti computazionali in grado di fornire previsioni accurate sullo scoppio di future epidemie virali, consentendo una risposta tempestiva ed efficiente alla minaccia. L'obiettivo è quello migliorare la nostra capacità di controllare la trasmissione di una malattia, di prendere interventi più mirati e di comprendere meglio i suoi effetti su un’ampia popolazione.
Durante lo svolgimento del progetto, abbiamo affrontato l’emergenza di due epidemie – la pandemia H1N1 nel 2019 (la cosiddetta influenza suina) e l’epidemia di MERS-CoV – per cui siamo quindi stati in grado di testare concretamente il nostro approccio innovativo. Questi studi hanno confermato le capacità dei nostri modelli di fornire previsioni utili sulla diffusione di future malattie contagiose.
Attualmente dirigo un gruppo di ricerca in Francia, presso l’ISERM (l’Istituto Nazionale per la Salute e la Ricerca Medica), dove lavoriamo giorno e notte insieme ad una squadra multi-disciplinare per aiutare a gestire l’attuale crisi sanitaria dovuta al COVID-19. Il nostro lavoro ha ricevuto vari finanziamenti dal programma quadro europeo per la ricerca Horizon 2020; tuttavia i modelli computazionali sviluppati durante il progetto EPIFOR hanno gettato le basi per questo lavoro e si sono dimostrati fondamentali. Negli ultimi due mesi abbiamo condotto importanti studi sulle previsioni della diffusione di questa malattia in Europa e sull’impatto delle misure di contenimento attuate in tutta Europa.
Vittoria Colizza ha ricevuto un ERC Starting Grant nel 2007.
