Nuovo modello di intelligenza artificiale suggerisce ulteriori approcci farmacologici nelle cure tumorali per SNS News

Il gruppo di bioinformatica del Laboratorio di Biologia della Scuola Normale, a Pisa, ha  

sviluppato un nuovo modello di intelligenza artificiale per la previsione di terapie personalizzate in

oncologia. Il metodo consente di predire quali siano i candidati farmaci che potrebbero essere più

efficaci nel ridurre la crescita tumorale a partire dall'informazione genomica dei pazienti, ed in

particolare del livello di espressione dei loro geni (trascrittomica).

Il nuovo modello è stato elaborato dal perfezionando in Intelligenza Artificiale, Francesco Carli, sotto la supervisione del professor Francesco Raimondi, responsabile del gruppo di bioinformatica del Laboratorio. Il metodo è stato pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications.

L'approccio, chiamato CellHit, è stato addestrato su grandi banche dati di sensibilità di linee cellulari di cancro al trattamento con migliaia di farmaci, sia oncologici che non-oncologici.

Mediante una procedura innovativa basata su modelli di linguaggio (MixtralAI e ChatGPT), sono stati annotati per ogni farmaco i geni responsabili del loro meccanismo d'azione. Questo dato è stato fondamentale per dimostrare sia che i modelli avevano appreso i meccanismi di azione dei farmaci, sia per aumentare ulteriormente le performance predittive.

La capacità di CellHit di predire in modo efficace terapie individuali e in combinazione è stata successivamente validata analizzando migliaia di dati pubblici di trascrittomica di pazienti oncologici, per cui i migliori farmaci predetti dal modello erano quelli effettivamente prescritti per il tumore specifico.

Questo approccio è stato poi utilizzato per processare i dati trascrittomici di pazienti affetti da

adenocarcinoma pancreatico, in collaborazione con il gruppo guidato da Gioacchino Natoli allo IEO,

Istituto europeo di Oncologia di Milano, e di pazienti affetti da glioblastoma multiforme, in

collaborazione con il gruppo guidato da Chiara Maria Mazzanti alla Fondazione Pisana Per la

Scienza (Pisa).

Spiega Gioacchino Natoli (IEO), uno dei coautori dello studio: "Per neoplasie di straordinaria aggressività e molto limitate opzioni terapeutiche come l'adenocarcinoma del pancreas e glioblastoma multiforme, la possibilità di predire l'efficacia di specifici farmaci o combinazioni di farmaci con approcci di intelligenza artificiale potrà fornire un contributo essenziale per la razionalizzazione di nuove sperimentazioni precliniche e cliniche."

Chiara Maria Mazzanti (FPS): "Grazie alla capacità dell'AI di estrapolare informazioni rilevanti da dati estremamente complessi, possiamo immaginare nuovi scenari terapeutici per patologie dove per molto tempo le terapie tradizionali si sono dimostrate inefficienti. Inoltre, il potenziale dell'intelligenza artificiale va ben oltre perché non solo apre la strada a farmaci nuovi, ma consente anche di rivalutare farmaci sviluppati per altre malattie, rivelando nuove applicazioni contro il cancro."

Francesco Raimondi: "Questo studio rappresenta un esempio di come il lavoro di squadra e una ricerca collaborativa e multidisciplinare, potenziate dalle nuove tecnologie di AI, possano esaltare il talento e le capacità dei singoli, consentendo di arrivare a traguardi difficilmente immaginabili anche solo pochi anni fa. Ma questa è solo la prima pietra: in futuro sarà necessaria una sempre più stretta collaborazione tra scienziati computazionali e sperimentali per tradurre i risultati teorici in terapie innovative ed efficaci".

Lo studio è stato reso possibile grazie ai finanziamenti dell'Associazione Italiana per la ricerca sul Cancro (AIRC, PI: Francesco Raimondi), del Dipartimento di Eccellenza della Scuola Normale Superiore, dell'ecosistema Toscano per la Salute (Tuscany Health Ecosystem - THE) e alle risorse di calcolo messe a disposizione dal centro HPC della Scuola e del Centro Italiano di Supercalcolo Cineca attraverso il Supercomputer Leonardo. 

Il modello CellHit sarà liberamente disponibile online al seguente indirizzo: 

(https://cellhit.bioinfolab.sns.it/), consentendo a ricercatori clinici di identificare in tempi rapidi

potenziali approcci terapeutici innovativi per pazienti oncologici.

(De: SNS, 17 febbraio 2025 (Versione Spagnola, en breve)

Anche i delfini ridono, per la UniPinews

Lo studio dell'unità di Etologia del dipartimento di Biologia dell'Ateneo con le università di Torino e di Rennes pubblicato sulla rivista iScience.
I delfini sono giocherelloni e si sa, la scoperta è che quando giocano fra loro ridono pure. Una nuova ricerca, appena pubblicata sulla rivista Cell Press iScience e condotta dall'Università di Pisa, ha dimostrato infatti per la prima volta che questi animali (nome scientifico Tursiops truncatus) usano una particolare espressione facciale a "bocca aperta", analoga alla risata di altre specie di mammiferi, nelle loro interazioni ludiche.

"Nel corso del nostro studio non solo abbiamo osservato questa espressione facciale, ma abbiamo anche dimostrato che i delfini sono in grado replicarla - spiega la professoressa Elisabetta Palagi dell'Ateno pisano che ha coordinato il team di ricerca internazionale - infatti quando vedono la "risata" di un loro simile la ricambiano una volta su tre".
Il gioco dei delfini può includere acrobazie, surf, giochi con gli oggetti, inseguimenti e combattimenti, ed è importante che queste attività non vengano fraintese con atti di aggressioni.

"Il gesto della bocca aperta si è probabilmente evoluto dall'azione del mordere, interrompendo la sequenza del morso per lasciare solo l'"intenzione di mordere" senza contatto" - continua Palagi - "La bocca aperta rilassata, che si vede nei mammiferi, dai carnivori, ai primati, uomo incluso, è un segno universale di giocosità, che aiuta i giocatori a evitare che un gioco di lotta vada incontro a una escalation conflittuale".

Nel corso dello studio, ricercatrici e ricercatori hanno registrato i tursiopi in cattività mentre giocavano in coppia e mentre giocavano liberamente con i loro addestratori umani. È risultato che i delfini usano spesso l'espressione a bocca aperta quando giocano con altri delfini, ma meno frequentemente quando giocano con gli umani o da soli, in quest'ultimo caso la risata è stata rilevata un'unica volta. In totale sono stati registrati 1288 casi di "bocca aperta" durante le sessioni di gioco. I delfini erano poi più propensi a "ridere" quando si trovavano nel campo visivo del compagno di gioco - l'89% delle espressioni a bocca aperta registrate sono state emesse in questo contesto - e quando questa espressione è stato percepita è stata ricambiata il 33% delle volte.

"Alcuni potrebbero obiettare che i delfini imitano le espressioni a bocca aperta dei loro simili per puro caso, ma questo non spiegherebbe velocità e frequenza di reazione, il comportamento imitativo arriva infatti entro un secondo e si verifica 13 volte di più quando c'è un contatto visivo", spiega Veronica Maglieri, assegnista di ricerca dell'Ateneo pisano - "Questo comportamento dei delfini è inoltre molto simile con quanto osservato in altri carnivori, come le manguste e gli orsi malesi".

"Comunicare con la faccia durante il gioco è importante anche in animali acquatici – conclude Palagi – Questo aspetto è stato finora largamente trascurato nei mammiferi marini. La maggior parte degli studi si concentra su comportamenti più funzionali della comunicazione, come il coordinamento sociale o la caccia, mentre il gioco viene spesso considerato un comportamento secondario. In più, mentre molti studi sui delfini si sono focalizzati sulla comunicazione acustica (ad esempio, i fischi e i suoni emessi sott'acqua) questa ricerca esplora il ruolo della comunicazione visiva, mettendo in luce l'importanza delle espressioni facciali e ampliando così la comprensione delle molteplici modalità comunicative dei delfini che appaiono più integrate di quello che si pensava in precedenza".
Per l'unità di Etologia del Dipartimento di Biologia dell'Università di Pisa, ha condotto lo studio la professoressa Elisabetta Palagi insieme a Veronica Maglieri e a Federica Vantaggio, studentessa magistrale. Hanno inoltre collaborato i professori Livio Favaro dell'Università di Torino e Alban Lemasson dell'Università di Rennes (Francia). Infine, il parco Zoomarine Italia, con la dottoressa Cristina Pilenga, e quello di Planete Sauvage (Francia), con il dottor Martin Boye hanno ospitato la parte sperimentale e contribuito alla parte tecnica.
(De: unipi.it, 3 ottobre 2024). In breve la Versione Sopagnola