di Fabrizio Paonessa – Immaginate una sera tranquilla. Una persona, comodamente sul divano, scorre il feed dei social media o guarda una serie. Improvvisamente, un brivido, febbre. Pensa sia un semplice raffreddore. Dopo giorni, nonostante l’antibiotico, la febbre persiste e la tosse peggiora. La verità diventa chiara, è una battaglia contro la resistenza agli antibiotici.
La resistenza agli antibiotici è una minaccia crescente. I batteri evolvono più rapidamente di quanto riusciamo a sviluppare nuove cure, rendendo molte infezioni difficili da trattare. È essenziale ripensare l’uso degli antibiotici e sviluppare nuove strategie.
Prima che possiate dire “Ibuprofene”, ecco qualche dato per dipingere il quadro, ogni anno, milioni di persone si trovano in questa situazione, combattendo infezioni che una volta erano facilmente curabili.
E il futuro? Se non agiamo, entro il 2050 questo numero potrebbe salire a 10 milioni di morti all’anno. È come se una città grande quanto Londra sparisse dalla faccia della Terra ogni anno.
Siamo davvero preparati per questa apocalisse microscopica? Le notizie possono sembrare sensazionalistiche, ma i dati sono spaventosamente reali.
La resistenza agli antibiotici è una minaccia concreta che richiede attenzione immediata
Come se fossimo in un romanzo di fantascienza, gli antibiotici, un tempo eroi indiscussi della medicina moderna, stanno perdendo miseramente la battaglia contro i batteri mutanti. Questi microrganismi, con la loro diabolica capacità di adattamento, stanno diventando resistenti alle nostre armi più potenti. È come se i batteri avessero frequentato un corso accelerato di evoluzione, mentre noi siamo rimasti fermi a guardare.
Guardiamoci allo specchio per un momento. Come siamo finiti in questo disastro? Ecco le principali cause.
Uso Eccessivo e Inappropriato di Antibiotici
Come sparare a una zanzara con un cannone. Gli antibiotici vengono prescritti troppo spesso e, peggio ancora, per infezioni virali contro cui sono totalmente inefficaci. Secondo il European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC), in Europa, una grande percentuale delle prescrizioni di antibiotici sono inutili. Questo uso eccessivo contribuisce notevolmente alla resistenza agli antibiotici.
Uso Agricolo degli Antibiotici
Per quanto riguarda l’uso agricolo degli antibiotici, nei nostri moderni allevamenti intensivi, gli antibiotici vengono utilizzati non solo per curare gli animali malati, ma anche per farli crescere più velocemente. Questo crea un terreno ideale per lo sviluppo di batteri resistenti, che possono poi infettare gli esseri umani.
Un articolo del USDA Economic Research Service spiega che una percentuale significativa di produttori di suini negli Stati Uniti utilizza antibiotici per promuovere la crescita. Inoltre, uno studio di The Bureau of Investigative Journalism discute come la somministrazione di dosi sub-terapeutiche di antibiotici agli animali sani possa favorire la resistenza agli antibiotici, mettendo a rischio la salute pubblica.
Scarsa Igiene e Pratiche Sanitarie
In molti paesi, la mancanza di strutture sanitarie adeguate e igiene contribuisce alla diffusione delle infezioni resistenti agli antibiotici. È come cercare di pulire una macchia di vino con una spugna sporca.
Mancanza di Nuovi Antibiotici
La ricerca sui nuovi antibiotici è stagnante. Le case farmaceutiche non investono più in questo campo perché non è abbastanza redditizio. Siamo lasciati a combattere con armi antiquate mentre i batteri continuano a evolversi.
Una Luce nell’Oscurità, L’Intelligenza Artificiale
Ecco, però, che entra in scena il nostro cavaliere bianco, l’Intelligenza Artificiale. Ma come può un algoritmo risolvere questo caos batteriologico? Facciamo un po’ di chiarezza.
Per quanto riguarda l’uso dell’intelligenza artificiale (IA) per analizzare enormi quantità di dati medici e prevedere le infezioni resistenti agli antibiotici, il MIT ha sviluppato un software innovativo che può fare esattamente questo. Utilizzando modelli di deep learning (Apprendimento Profondo), il software è in grado di identificare strutture chimiche che possono inibire la crescita dei batteri resistenti.
Un esempio significativo di questa tecnologia è il sistema che ha identificato l’antibiotico Halicina, capace di uccidere numerosi ceppi batterici resistenti, inclusi Clostridium difficile, Acinetobacter baumannii, e Mycobacterium tuberculosis. Questo sistema può analizzare grandi set di dati in tempi record, fornendo diagnosi precise e aiutando a identificare nuovi antibiotici potenziali.
L’intelligenza artificiale (IA) sta rivoluzionando la scoperta di nuovi antibiotici, affrontando con una velocità e una precisione senza precedenti la crescente crisi della resistenza antimicrobica. Utilizzando modelli di deep learning e IA generativa, i ricercatori possono analizzare vasti database di composti chimici e identificare rapidamente nuove molecole capaci di combattere batteri resistenti.
Un esempio significativo proviene dalla collaborazione tra la Stanford University e la McMaster University. Hanno sviluppato un modello di IA chiamato SyntheMol, capace di creare nuove molecole antibatteriche. Questo modello ha generato 25.000 potenziali antibiotici utilizzando 132.000 frammenti molecolari e 13 reazioni chimiche, identificando 70 composti promettenti. Di questi, 58 sono stati sintetizzati in laboratorio e sei hanno mostrato efficacia contro Acinetobacter baumannii, un batterio altamente resistente e pericoloso. Questi nuovi composti hanno anche dimostrato attività antibatterica contro altri batteri resistenti come E. coli, Klebsiella pneumoniae e MRSA (Stanford EE) (Brighter World) (Nature).
La ricerca ha permesso di identificare non solo nuove molecole, ma anche le istruzioni per la loro sintesi, rendendo il processo più efficiente. Questo approccio innovativo è stato descritto in uno studio pubblicato su Nature Machine Intelligence. James Zou, professore associato di scienza dei dati biomedici alla Stanford, ha sottolineato l’importanza di scoprire nuovi antibiotici rapidamente e a costi ridotti grazie all’IA (CDO Magazine).
Ottimizzazione degli Antibiotici Esistenti
L’Intelligenza Artificiale (IA) non solo scopre nuovi antibiotici, ma può anche migliorare quelli esistenti. Questo processo di ottimizzazione comporta la modifica delle molecole degli antibiotici per renderle più efficaci contro i batteri patogeni e meno tossiche per l’uomo. Ma cosa significa esattamente?
Immaginate un antibiotico come una chiave che deve entrare in una serratura specifica per funzionare. A volte, la chiave non è perfetta, può aprire la serratura principale, ma anche altre serrature (come quelle di batteri buoni), causando effetti collaterali indesiderati. L’IA interviene qui come un abile fabbro, analizzando la chiave (la molecola dell’antibiotico) e ridisegnandola per farla entrare perfettamente solo nella serratura dei batteri cattivi.
Per fare ciò, l’IA utilizza modelli di deep learning che analizzano enormi quantità di dati chimici e biologici. Questi modelli possono identificare le parti della molecola responsabili della sua efficacia e tossicità. Con queste informazioni, l’IA suggerisce modifiche alla struttura della molecola per migliorarne la precisione. Ad esempio, potrebbe suggerire l’aggiunta di un gruppo chimico che aumenta la capacità dell’antibiotico di penetrare le cellule batteriche o la rimozione di un’altra parte che causa effetti collaterali.
Il Futuro della Lotta alla Resistenza agli Antibiotici
Il futuro della lotta alla resistenza agli antibiotici è un’odissea che intreccia scienza, tecnologia e umanità. La resistenza agli antibiotici è una minaccia concreta e pressante, un nemico invisibile che evolve più velocemente delle nostre armi per combatterlo. Tuttavia, l’intelligenza artificiale (IA) rappresenta una nuova speranza, una risorsa potente che può accelerare la scoperta di farmaci e ridurre i tempi di sviluppo da decenni a pochi anni, o addirittura ore.
La chiave del successo risiede nella simbiosi tra l’intelligenza umana e la potenza computazionale dell’IA. Laddove le macchine eccellono nella velocità e nella precisione dell’analisi dei dati, gli esseri umani apportano creatività, intuizione e la capacità di contestualizzare le scoperte all’interno di un quadro etico e clinico. È questa danza collaborativa che promette di trasformare la scoperta di nuovi antibiotici in un processo più rapido ed efficace, come dimostrato dal modello SyntheMol sviluppato da Stanford e McMaster University.
Non dobbiamo, però, cedere alla tentazione di vedere l’IA come una bacchetta magica. Ogni innovazione porta con sé rischi e sfide, e l’adozione di queste tecnologie richiede prudenza e una regolamentazione rigorosa. Dobbiamo assicurarci che l’uso dell’IA sia guidato da principi etici e scientifici solidi, garantendo che i nuovi antibiotici siano sicuri, efficaci e accessibili a tutti coloro che ne hanno bisogno (Tech Xplore).
In conclusione, la resistenza agli antibiotici è una battaglia continua, ma con l’ausilio dell’IA abbiamo una reale possibilità di vincere. Questa non è solo una lotta contro i batteri resistenti, ma una maratona scientifica in cui ogni passo avanti è una vittoria per l’umanità. Mentre continuiamo a innovare e a imparare, ricordiamo che la scienza è tanto una questione di rigore quanto di resilienza, con momenti di scoperta che possono essere tanto sorprendenti quanto illuminanti. In questa straordinaria avventura scientifica, siamo tutti protagonisti, pronti a scrivere il prossimo capitolo di una storia che promette di salvare vite e migliorare il nostro futuro.
L’AUTORE
Fabrizio Paonessa – Innovatore esperto nel campo delle tecnologie avanzate, specializzato in Smart Cities, Intelligenza Artificiale, Metaverso e IoT. Come CEO con un solido background tecnologico, è tra i principali esperti nazionali in questi settori. Ha ottenuto numerosi brevetti che testimoniano la sua competenza e il suo impegno per un’innovazione responsabile e sostenibile, guidando progetti che trasformano concretamente il panorama urbano. È autore di saggi, libri e articoli, contribuendo attivamente al dibattito sulle nuove tecnologie. Partecipando a tavoli istituzionali come divulgatore, speaker e consulente, è una voce autorevole nel settore. Docente presso la European School of Economics, Fabrizio ha anche accompagnato Beppe Grillo in tour, illustrando come le tecnologie innovative possano essere utilizzate per la salvaguardia del territorio e la lotta all’illegalità.
