Un nuovo software di intelligenza artificiale sviluppato a Padova promette di rivoluzionare lo studio delle cellule staminali. Ignite analizza le mutazioni genetiche e ne prevede gli effetti sul comportamento cellulare, aprendo nuove frontiere nella ricerca medica.
Nuovo software AI per studiare le staminali
Un gruppo di ricercatori internazionali, con il contributo dell'Università di Padova, ha creato un innovativo strumento di intelligenza artificiale. Questo software, chiamato Ignite, è in grado di prevedere le conseguenze delle mutazioni genetiche sul comportamento delle cellule staminali. La ricerca è frutto della collaborazione tra i dipartimenti di Fisica e Astronomia e di Biologia dell'ateneo padovano e i Max Perutz Labs di Vienna.
Lo studio che presenta questa scoperta è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Plos Computational Biology. Il titolo della pubblicazione è «Unveiling gene perturbation effects through gene regulatory networks inference from single-cell transcriptomic data».
Come funziona il software Ignite
Ignite, acronimo di Inference of Gene Network using Inverse kinetic Theory and Experiments, è un sistema di intelligenza artificiale avanzato. Esso apprende in modo autonomo a ricostruire le complesse reti di comunicazione tra i geni. Per fare ciò, analizza dati provenienti da singole cellule. Questo processo non richiede esperimenti di laboratorio aggiuntivi.
A differenza dei metodi di indagine tradizionali, Ignite agisce come un vero e proprio simulatore virtuale. Permette di prevedere al computer gli effetti che si verificherebbero su una cellula in seguito all'alterazione di uno o più geni. Questa capacità di simulazione rappresenta un passo avanti significativo nella comprensione dei meccanismi cellulari.
L'importanza della ricerca
Il professor Graziano Martello, del dipartimento di Biologia dell'Università di Padova, sottolinea l'importanza di questa ricerca. «Comprendere queste reti geniche è essenziale per prevedere come i cambiamenti genetici influenzano lo stato delle cellule», afferma il professore. Aggiunge che «testarli sperimentalmente è spesso lungo e costoso».
Per superare queste limitazioni, il team ha deciso di sfruttare il potenziale del machine learning. Questa branca specifica dell'intelligenza artificiale si è rivelata fondamentale per lo sviluppo di Ignite. L'obiettivo è rendere la ricerca più efficiente e meno dispendiosa.
Applicazioni e risultati preliminari
Il software Ignite è stato testato su cellule staminali pluripotenti. Sono state utilizzate sia cellule umane che di topo. I risultati preliminari mostrano un'elevata precisione. Il sistema è stato capace di identificare con esattezza quali geni sono cruciali per il processo di differenziamento cellulare.
Inoltre, Ignite ha permesso di simulare in modo efficace gli effetti derivanti dalla disattivazione simultanea di più geni. Questa capacità apre nuove prospettive per la comprensione di malattie genetiche e per lo sviluppo di terapie mirate. La ricerca continua per esplorare ulteriormente le potenzialità di questo strumento.