«I ricercatori stanno utilizzando modelli informatici per simulare le infezioni da COVID-19 a livello cellulare, il livello strutturale di base del corpo umano.
I modelli consentono sperimentazioni virtuali di farmaci e vaccini, aprendo la possibilità di pre-valutazione dell’efficacia di farmaci e vaccini contro il virus.
Il team di ricerca dell’Università di Waterloo comprende Anita Layton, professoressa di matematica applicata e Canada 150 Research Chair in biologia matematica e medicina, e Mehrshad Sadria, dottoranda in matematica applicata.
Il team utilizza esperimenti “in silico” per replicare il modo in cui il sistema immunitario umano affronta il virus COVID-19. In silico si riferisce a prove situate nel silicio dei chip dei computer, al contrario di esperimenti “in vitro” o “in vivo”, situati in provette o direttamente negli organismi viventi.
“Non è che gli studi in silico dovrebbero sostituire gli studi clinici”, ha detto Layton. “Un modello è una semplificazione, ma può aiutarci a ridurre i farmaci per gli studi clinici. Gli studi clinici sono costosi e possono costare vite umane. L’uso di modelli aiuta a restringere i farmaci candidati a quelli che sono i migliori per sicurezza ed efficacia”.
I ricercatori, uno dei primi gruppi a lavorare su questi modelli, sono stati in grado di catturare i risultati di diversi trattamenti utilizzati sui pazienti COVID-19 negli studi clinici. I loro risultati sono notevolmente coerenti con i dati in tempo reale su infezioni e trattamenti COVID.
Un esempio di trattamento utilizzato nel modello è stato il Remdesivir, un farmaco utilizzato negli studi globali di “solidarietà” dell’Organizzazione mondiale della sanità. Il modello simulato e lo studio dal vivo hanno entrambi dimostrato che il farmaco è biologicamente efficace ma clinicamente discutibile, a meno che non venga somministrato poco dopo l’infezione virale.
Il modello potrebbe funzionare anche per le varianti attuali e future di interesse. I ricercatori prevedono che il virus continuerà a subire mutazioni, che potrebbero scatenare nuove ondate di infezione.
“Man mano che apprendiamo di più sulle diverse varianti di preoccupazione, possiamo modificare la struttura o i parametri del modello per simulare l’interazione tra il sistema immunitario e le varianti”, ha detto Sadria. “E possiamo quindi prevedere se dovremmo applicare gli stessi trattamenti o anche come potrebbero funzionare anche i vaccini”.
Layton e Sadria fanno parte di un nuovo team, guidato da ricercatori della University Health Network (UHN), che ha recentemente ricevuto una sovvenzione di risposta rapida dal Canadian Institute of Health Research sulle varianti di COVID.
Il team UHN condurrà studi sperimentali e simulazioni di modelli per comprendere la diffusione delle varianti COVID in Canada.
Lo studio, Modeling inside-Host SARS-CoV-2 Infection Dynamics and Potential Treatments, scritto da Sadria e Layton, è stato recentemente pubblicato sulla rivista Viruses».
https://uwaterloo.ca/news/media/mathematical-models-and-computer-simulations-are-new
