Intelligenza artificiale rileva tumori e virus, nuova tecnica scopre anomalie nel DNA

La tecnologia di intelligenza artificiale usata per il riconoscimento facciale è stata adattata per individuare tumori e virus, rilevando segni nel nucleo delle cellule. Un gruppo di ricerca internazionale guidato da Davide Carnevali, del Centro per la Regolazione Genomica di Barcellona, ha sviluppato un modello di IA chiamato Ainu, che potrebbe trasformare il modo in cui vengono identificate le malattie a livello cellulare.

La ricerca, pubblicata sulla rivista Nature Machine Intelligence, evidenzia come Ainu, abbreviazione di “AI del Nucleo”, utilizzi tecniche avanzate di riconoscimento delle immagini per individuare anomalie nel nucleo delle cellule. Questo approccio si basa sugli stessi algoritmi utilizzati nel riconoscimento facciale, adattati per analizzare immagini ad altissima risoluzione del nucleo cellulare, ottenute grazie a una tecnica di microscopia all’avanguardia chiamata STORM (Stochastic Optical Reconstruction Microscopy).

Queste immagini, con dettagli che raggiungono i 20 nanometri di precisione, permettono di rilevare cambiamenti nella struttura tridimensionale del DNA che possono indicare la presenza di un tumore o l’ingresso di un virus nelle primissime fasi dell’infezione.

L’intelligenza artificiale, infatti, è in grado di elaborare dati e immagini a una velocità e con una precisione impossibili per l’occhio umano. Grazie a questa capacità, Ainu può scoprire segni premonitori di malattie molto prima che i sintomi diventino visibili, offrendo un enorme vantaggio in termini di diagnosi precoce e trattamento tempestivo. Questa potenzialità rappresenta un notevole passo avanti nella lotta contro malattie gravi come il cancro e le infezioni virali, che spesso vengono diagnosticate solo quando la malattia è già in uno stadio avanzato.

Un aspetto cruciale della tecnologia Ainu è la sua capacità di analizzare la struttura tridimensionale del DNA. Il DNA, che contiene tutte le informazioni genetiche di un organismo, è avvolto in una struttura complessa all’interno del nucleo cellulare. Alterazioni in questa struttura possono essere indicativi di malattie o infezioni in corso. Tuttavia, tali cambiamenti sono così sottili che sfuggono anche agli strumenti diagnostici più avanzati disponibili oggi. È qui che Ainu interviene, analizzando le immagini con una precisione tale da rilevare anche le più piccole variazioni nella conformazione del DNA.

Il potenziale di questa tecnologia non si limita solo alla diagnosi precoce. Secondo Pia Cosma, coautrice dello studio e ricercatrice presso il Crg, l’IA potrebbe, in futuro, consentire ai medici di monitorare le malattie in modo continuo e personalizzare i trattamenti in base alle esigenze specifiche di ogni paziente. Questo approccio personalizzato potrebbe migliorare significativamente i risultati per i pazienti, offrendo cure mirate e tempestive.

Limitazioni di questa nuova tecnologia

Nonostante le promettenti applicazioni di Ainu, la tecnologia presenta ancora alcune sfide. Un problema importante riguarda la necessità di utilizzare microscopi estremamente sofisticati, come lo STORM, che sono strumenti costosi e richiedono una manutenzione continua. Inoltre, attualmente, il sistema è in grado di analizzare solo un numero limitato di cellule alla volta, il che limita la sua applicabilità su larga scala. Questi fattori potrebbero ostacolare l’adozione diffusa della tecnologia negli ospedali, almeno nel breve termine.

Tuttavia, i ricercatori sono ottimisti riguardo al futuro. Essi ritengono che, con ulteriori sviluppi, questa tecnologia potrebbe diventare più accessibile e utilizzabile in una gamma più ampia di contesti clinici. In particolare, i centri di ricerca che lavorano con cellule staminali potrebbero beneficiare immediatamente di Ainu, poiché la tecnologia è già sufficientemente avanzata da riconoscere queste cellule nei tessuti con una rapidità e precisione senza precedenti.

Il progresso tecnologico nel campo dell’intelligenza artificiale applicata alla medicina non è solo una questione di miglioramento delle tecniche diagnostiche. È anche una questione di etica e di accessibilità. Come ogni nuova tecnologia, l’IA deve essere integrata nel sistema sanitario in modo da garantire che tutti i pazienti possano beneficiarne, indipendentemente dal contesto economico o geografico. Questo significa che dovrà essere sviluppata una strategia globale per rendere disponibili queste tecnologie avanzate a un ampio spettro di strutture sanitarie, compresi gli ospedali in aree meno sviluppate.

Un altro punto di discussione riguarda la formazione del personale medico. Affinché l’intelligenza artificiale possa essere utilizzata al massimo delle sue potenzialità, sarà necessario formare i medici e gli operatori sanitari su come interpretare e utilizzare i dati forniti da Ainu. Questo richiederà un cambiamento significativo nel modo in cui la medicina viene insegnata e praticata, con un maggiore focus sull’integrazione della tecnologia nella pratica clinica quotidiana.