Salute

Questa mutazione genetica è pericolosa? Te lo dice l'intelligenza artificiale

Un'IA di Google DeepMind ha imparato a identificare le mutazioni nel DNA legate a malattie genetiche: in futuro potrebbe aiutare nelle diagnosi.

Il gigante di intelligenza artificiale Google DeepMind ha messo il suo rivoluzionario sistema di predizione della struttura delle proteine Alphafold a servizio della diagnosi delle malattie genetiche. Una IA nata da una costola di Alphafold, AlphaMissense, ha infatti imparato a prevedere quali mutazioni nelle proteine causeranno patologie, e quali invece sono innocue. Il nuovo strumento descritto in un articolo su Science potrebbe un giorno aiutare i medici a risalire con maggiore precisione alla causa delle malattie genetiche riscontrate nei pazienti.

Refusi invalidanti. Gli amminoacidi, i mattoni costitutivi delle proteine, vengono determinati da triplette di nucleotidi, gli elementi fondamentali del genoma. Quando a causa di una mutazione genetica queste triplette vengono alterate (perché una base nel filamento del DNA viene sostituita con un'altra), nella proteina viene inserito un amminoacido diverso da quello richiesto. Si parla in questo caso di mutazione missense (o missenso): può essere che la proteina così "combinata" funzioni diversamente da come dovrebbe o non funzioni affatto. 

Ricadute concrete. Hanno origine da mutazioni di questo tipo malattie genetiche come la fibrosi cistica o l'anemia falciforme. Finora però la ricerca scientifica era stata in grado di collegare in modo certo alla genesi di patologie soltanto una piccolissima parte delle 71 milioni circa di possibili mutazioni missense individuate nel genoma umano. Ogni persona tende a presentare circa 9000 mutazioni missenso nel proprio corredo genetico. Buona parte di esse è fortunatamente innocua.

Questa proteina non mi convince... AlphaMissense sfrutta la conoscenza acquisita da Alphafold (una IA che è in grado in poco tempo di prevedere ogni possibile struttura che una proteina assumerà a partire dalla sequenza di amminoacidi) per "intuire" se una proteina mutata sembra "naturale" o no e, nel secondo caso, per stabilire quanto potrebbe essere dannosa questa mutazione, assegnandole un punteggio di rischio. «È come se sostituissimo una parola in una frase in inglese, e una persona che conosce bene l'inglese potesse capire immediatamente se la sostituzione ha il potenziale di cambiare il significato della frase» spiega Žiga Avsec, scienziato di Google DeepMind.

Sistema da affinare. Il team di Google DeepMind ha usato il nuovo strumento di IA per analizzare ognuna delle 71 milioni di mutazioni missense, e ha previsto che il 57% di esse è probabilmente innocuo e il 32% probabilmente dannoso (mentre sulla parte restante non ci sono certezze). Gli esperti sottolineano che questa IA è solo una dei tanti strumenti computazionali pensati a questo scopo, sicuramente la più avanzata finora, ma che occorrerà ancora tempo prima che sia abbastanza affidabile da essere sfruttata in ambito clinico.

28 settembre 2023 Elisabetta Intini
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