Ilaria Capua: l'intelligenza artificiale al servizio della salute pubblica

Una delle più stimate ricercatrici italiane ci ha parlato dell'importanza dell'AI e dell'open-source per la ricerca medica.
06 novembre 2017, 12:50pm
Foto: Massimiliano Stucchi

"Voglio mettere l'intelligenza artificiale al servizio della salute pubblica." È il progetto più recente di Ilaria Capua: scienziata di livello internazionale ed ex-deputata, oggi direttrice alla University of Florida (UFL) del Centro di eccellenza One Health dell'Emerging Pathogens Institute — la cui filosofia punta allo sviluppo di soluzioni sanitarie interdisciplinari, attraverso la collaborazione di esperti in campi diversi, come appunto l'epidemiologia e il machine learning.

"Oggi sappiamo che i vettori delle malattie infettive, come ad esempio le zanzare o gli individui malati sono solo un fattore tra i tanti che influenzano il decorso di un'epidemia. E non mi riferisco soltanto alle epidemie che si verificano negli esseri umani, ma anche a quelle delle piante (vedi Xylella negli ulivi in Puglia) o negli animali (vedi influenza aviaria)" spiega Capua.

"Anche tutti gli aspetti che riguardano il cibo, l'alimentazione e la salute — l'agroalimentare italiano per esempio può accrescere il suo peso in "salute" nel mercato globale. Abbiamo bisogno di algoritmi in grado di tenere insieme più variabili possibili, per aiutare i decisori in materia di salute pubblica a scegliere le azioni da intraprendere. I dati di partenza sono già disponibili, perché ne generiamo e analizziamo a una velocità incredibile. Inoltre, la UFL è tra le prime cinque università degli USA per potenza di calcolo, quindi è il posto ideale per sviluppare questa strada".

"Abbiamo bisogno di algoritmi in grado di tenere insieme più variabili possibili, per aiutare i decisori in materia di salute pubblica a scegliere le azioni da intraprendere."

L'obiettivo non è affidarsi alla tecnologia per de-responsabilizzare le autorità sanitarie, ma creare un sistema di valutazione ponderata delle alternative e delle potenziali conseguenze, ovvero fornire un supporto decisionale. Per esempio, la necessità e la modalità di eliminazione degli insetti vettori di un virus potrebbe avere effetti indesiderati sul resto dell'ecosistema, e persino introdurre nuovi rischi per gli esseri umani. "Gruppi di ricercatori in discipline diverse, che finora hanno lavorato a compartimenti stagni, devono cominciare a collaborare, ma non si può pretendere che lo facciano di propria iniziativa", dice Capua.

A questo scopo, istituirà la fondazione 444 One Health all'interno della UFL, a cui devolverà un premio in denaro che ha ricevuto in Italia e uno che riceverà in Canada: "Mi metto in prima linea e cerco di dare il buon esempio. Spero di attirare finanziamenti da aziende e filantropi in grado di apprezzare la complessità del problema e che vogliano guardare alla salute di domani. Cerco sostegno economico e apertura mentale".

Sposare salute pubblica e intelligenza artificiale è un'idea avveniristica, ma non è detto che sia la più visionaria tra quelle di Ilaria Capua. Un'altra proposta, diciamo pure una battaglia, che porta avanti da oltre un decennio, è quella sulla condivisione delle sequenze genetiche dei virus. Renderle disponibili via internet potrebbe accelerare i tempi della ricerca e migliorare la qualità dei risultati. "Esistono già varie banche dati open access", spiega, "ma le sequenze vengono depositate su base volontaria; c'è chi partecipa e chi no. Ci vorrebbe uno strumento che tuteli la proprietà intellettuale delle scoperte senza rallentare la ricerca o lo sviluppo di nuove tecnologie".

"Un aspetto importante, quando si studiano i virus, è capire come sono apparentati tra loro. Un virus è figlio di un altro virus, che è cugino di un altro virus, che magari ha origine dall'altra parte del mondo rispetto al focolaio epidemico più recente. Bisogna avere a disposizione tutti i pezzi del puzzle per conoscere a fondo le infezioni, la loro pericolosità, i loro mezzi di diffusione. Altrimenti nel puzzle restano i buchi. Immaginate l'immagine della Gioconda senza un occhio. Si perderebbe lo sguardo".

Ma quindi i virus appartengono a qualcuno? Digitare "di chi sono i virus" su un motore di ricerca significa finire abbastanza presto su siti complottisti, convinti che la diffusione delle malattie sia responsabilità delle grandi case farmaceutiche. In realtà, la questione è controversa.

Il protocollo di Nagoya, stilato dalla Convenzione sulla Diversità Biologica, attribuisce agli oltre 100 Paesi che lo hanno ratificato dei diritti di tutela sulle risorse biologiche locali: flora, fauna, prodotti dell'agricoltura e della zootecnica, ma anche agenti patogeni. Ed è capitato che alcuni Paesi, per motivi diversi, abbiano deciso di non condividere il materiale biologico relativo alle epidemie in corso sul proprio territorio. Il Brasile, colpito dal virus Zika, aveva una legge che impediva la libera circolazione dei campioni. L'Indonesia, dove aveva avuto origine l'epidemia di influenza aviaria, si era rifiutata di condividere il materiale biologico prelevato dai pazienti infettati, proprio in protesta contro un sistema di condivisione da cui non poteva trarre alcun vantaggio. Come ha spiegato Simone Vezzani sul blog della SIDI (Società italiana di diritto internazionale e di diritto dell'Unione Europea):

Il Governo indonesiano intendeva così denunciare l'iniquità del sistema internazionale di contrasto alle pandemie. Sottolineava in particolare come, a fronte del regime di libero accesso ai virus, le imprese farmaceutiche potessero ottenere brevetti sulle invenzioni realizzate a partire dai campioni biologici condivisi, conseguendo ingenti profitti grazie alla produzione di vaccini, kit diagnostici e farmaci antivirali, venduti a prezzi inaccessibili a gran parte della popolazione nei Paesi in via di sviluppo, ivi compresi quelli fornitori dei virus

Nel 2006, mentre aumentavano le morti per influenza aviaria in Asia e si temeva la pandemia, Capua si "ribellò" all'Organizzazione mondiale della sanità, che aveva chiesto ai ricercatori di pubblicare le proprie scoperte sul genoma del virus H5N1 in una banca dati protetta. Mise il frutto del suo lavoro a disposizione di chiunque volesse scaricarlo e invitò i colleghi a fare altrettanto. In un editoriale, il New York Times si schierò con lei: "She is surely right", ha sicuramente ragione.

Tuttavia, anche la libera diffusione di dati e studi scientifici ha le sue controversie. "Una sequenza genetica in open access non è più brevettabile", spiega Capua, "e i brevetti sono uno tra i principali strumenti di finanziamento per la ricerca stessa". Per superare l'impasse, bisognerebbe ridisegnare il sistema di incentivi e regole – e la ricercatrice, che ha anche esperienza in politica, riconosce quanto il proposito sia difficile da realizzare. Per fortuna, la mappatura del genoma è sempre meno costosa: questo potrebbe ridurre la convenienza del free riding, cioè dell'opportunismo di chi vuole trarre profitto da studi in cui non ha investito. E per le case farmaceutiche, introdurre un processo di ricerca collaborativo non escluderebbe la competizione sui prodotti.

Un altro problema è legato all'uso del materiale biologico di partenza. Capua ricorda il caso degli Havasupai, una tribù di nativi americani in cui si riscontrava un'incidenza di diabete tipo 2 nettamente superiore alla media. Nel 1989, dei ricercatori della Arizona State University prelevarono campioni di sangue dai membri della tribù, con l'obiettivo di comprendere meglio la diffusione della malattia. Nel 2003, gli Havasupai scoprirono che quei campioni in seguito erano stati utilizzati per condurre altre ricerche, per giunta su temi che ritenevano tabù, come la schizofrenia e l'incesto. Nel 2010, l'università fu costretta a restituire i campioni e pagare 700.000 dollari di indennizzo. C'è anche chi contesta la narrazione ufficiale del caso specifico, ma al di là di questo, il problema resta sul tavolo.

"Bisogna avere a disposizione tutti i pezzi del puzzle per conoscere a fondo le infezioni, la loro pericolosità, i loro mezzi di diffusione. Altrimenti nel puzzle restano i buchi. Immaginate l'immagine della Gioconda senza un occhio. Si perderebbe lo sguardo."

"La chiave è nel consenso informato", dice Capua. "Altrimenti c'è il rischio che i campioni raccolti per uno studio, una volta messi in condivisione, vengano analizzati all'interno di studi con finalità diverse. Al momento del prelievo, il donatore dovrebbe specificare se intende destinare l'uso del campione a una singola ricerca specifica, a tutte le ricerche possibili, o a tutte tranne alcune. In teoria, il consenso informato è lo strumento ideale per risolvere la questione; in pratica, spiegare le finalità di una ricerca scientifica non è sempre così semplice".

"Di certo, la tecnologia è avanti, dobbiamo usarla al meglio, integrando nei nostri ragionamenti i policy makers, per cercare di contenere nella stessa dimensione il progresso scientifico e la dimensione etica, avendo chiaro in mente che nell'era dei social siamo ancora di più dei vasi comunicanti. Ecco perché ci serve l'intelligenza artificale".