La ricerca dell’elisir di lunga vita è intrinseca all’umanità. Mentre i miti dell’antica Grecia raccontano la storia di come Zeus avvelenò il gigante Crono, suo padre, ottenendo così l’immortalità, la fisica moderna dibatte su come manipolare il tempo a nostro vantaggio.
Un gruppo di scienziati della start-up californiana Integrated Biosciences, in collaborazione con ricercatori dell’Università di Harvard e del Massachusetts Institute of Technology (MIT) negli Stati Uniti, ha fatto un ulteriore passo avanti in questo viaggio.
Il nome dello studio pubblicato, “Discovery of Small Molecule Antiaging Drugs with Deep Neural Networks”, potrebbe sembrare complicato.
Forse è questo il motivo per cui la sua portata non ha ancora trasceso il mondo accademico, poiché la ricerca è stata dettagliata in un articolo su Nature Aging nel maggio di quest’anno.
Nel testo, i loro risultati sono descritti come segue: “Abbiamo addestrato modelli di deep learning con risultati campione di piccole molecole per l’attività di degradazione della senescenza e abbiamo applicato i nostri modelli per scoprire composti strutturalmente diversi”.
Ciò che gli scienziati hanno fatto per semplificare la spiegazione è utilizzare l’intelligenza artificiale per cercare potenziali trattamenti in grado di rallentare l’invecchiamento delle nostre cellule e combattere così malattie come fibrosi, tumori, infiammazioni e artrite.
“Trovare un nuovo farmaco è come cercare un ago in un pagliaio”, dice a BBC News Brasil il biofisico e matematico americano Felix Wong, autore principale dello studio e co-fondatore di Integrated Biosciences.
“Nel nostro caso, il pagliaio è costituito da tutti i possibili composti chimici che sono stati creati o che potrebbero essere sviluppati.”
Utilizzando l’intelligenza artificiale, Wong è stato in grado di testare come oltre 800.000 soluzioni chimiche interagiscono con potenziali farmaci in grado di eliminare selettivamente l’invecchiamento, noti come “cellule zombi” nel corpo che innescano i processi di invecchiamento.
Alla fine dell’esperimento, lui e il suo team hanno ideato tre potenziali farmaci che, in teoria, potrebbero implementare questo processo di controllo.
“Se esaminassimo tutto, osservando ogni complesso uno per uno, ci vorrebbe un grande sforzo, perché il pagliaio sarebbe quasi infinito”, dice Wong.
“Stiamo utilizzando l’intelligenza artificiale per cercare in questo pagliaio in modo più efficiente, lasciando che sia la macchina a prevedere quale di questi farmaci candidati ha maggiori probabilità di funzionare.”
In una dichiarazione a Nature Aging, il biofisico Andrew Rothenberg, professore alla Dalhousie University in Canada, evidenzia questa metodologia come la grande differenza nella ricerca.
“Questo lavoro impressionante utilizza tecniche approfondite di apprendimento automatico per esplorare diverse strutture molecolari da utilizzare come nuovi agenti antietà”.
Gli autori mostrano come la chemioinformatica (il termine per “chemioinformatica”) può essere utilizzata per creare e quindi testare nuovi promettenti farmaci antietà e condividono i dettagli dei loro programmi per aiutare ad accelerare le future scoperte molecolari.
Come addestrare l’intelligenza artificiale a fare scienza
L’esperimento è iniziato con la preparazione della macchina per la sua implementazione.
Gli scienziati hanno prima testato quasi 2.400 composti in provette per valutarli come potenziali killer delle cellule zombie. Quindi hanno alimentato il programma con i dati raccolti.
Dopo essere stata addestrata in questo modo, l’intelligenza artificiale è stata utilizzata per cercare il miglior farmaco antietà tra oltre 800.000 opzioni.
Il robot può testare tutte le alternative contemporaneamente, cercando il farmaco più efficace. Nel linguaggio scientifico, in questa fase, l’esperimento è stato condotto “in silicio”, cioè confinato nell’ambiente digitale.
Attraverso il setaccio sono state raggiunte 216 imbarcazioni. Tra questi, 25 hanno mostrato un’elevata attività di decomposizione della senescenza, il che significa che sono molto efficaci nell’uccidere le cellule zombie.
I nuovi studi di laboratorio hanno poi ristretto l’elenco a tre potenziali farmaci. Uno di questi è stato testato su un topo di 80 anni.
Gli scienziati hanno scoperto una diminuzione dei biomarcatori dell’invecchiamento, cioè del numero di “zombi” nei reni dei roditori.
Secondo Wong, ciò “indica che il composto può ridurre efficacemente l’invecchiamento cellulare negli animali vivi”.
Attualmente, le tre soluzioni in fase di test si chiamano BRD-K20733377, BRD-K56819078 e BRD-K44839765.
Abbreviazioni complicate che sembrano uscite dalle etichette delle fiaschette da laboratorio. “Possa questo giorno permettere a tutti noi di vivere una vita più lunga e più sana”, crede Wong.
Perché non è testato sugli esseri umani?
Nello screening dell’IA, uno dei principali fattori valutati sono stati i potenziali effetti collaterali dei farmaci.
“Utilizziamo i computer negli esperimenti biologici da più di cinquant’anni, ma l’intelligenza artificiale si è evoluta in modo tale che oggi è possibile effettuare esperimenti su questa scala”, dice alla BBC News Brazil la biologa Aline Martins di Brasilia.
È ricercatrice presso lo Scripps Research Institute di San Diego, negli Stati Uniti, dove sta conducendo ricerche utilizzando l’intelligenza artificiale per cercare biomarcatori più efficienti (composti biologici in grado di rilevare e quindi aiutare a prevenire le malattie).
La Martinez, che non è tra gli autori dello studio, si è detta entusiasta del lavoro della collega perché “ha testato in molti modi come migliaia di materiali esistenti, con origini descritte nella letteratura scientifica, possano essere riutilizzati in una funzione antietà”.
Nota inoltre che questo è “qualcosa che sarebbe impossibile da fare sugli esseri umani, o in un laboratorio, senza utilizzare questo ambiente di silicio”.
Le cellule zombie, le cellule senescenti, non sono necessariamente dannose per il nostro organismo. Al contrario, agisce anche come un meccanismo antitumorale naturale.
“Prevenendo la divisione delle cellule danneggiate, questo processo riduce la possibilità che le cellule vadano fuori controllo e si trasformino in cellule tumorali”, afferma Felix Wong.
Tuttavia, gli zombi portano anche all’invecchiamento e, con effetti continui, a malattie come l’artrite, l’infiammazione o persino il cancro.
“Quello che cerchiamo oggi è un prodotto antietà ben bilanciato, in grado di rallentare i nostri processi di invecchiamento, ma senza causare ulteriori effetti dannosi e tossici nel processo”, afferma Allen Martins.
E Wong pensa che potremmo essere vicini a quel risultato.
“Abbiamo seguito il rituale della scienza. Speriamo di poterli eventualmente testare sugli esseri umani, con l’obiettivo di utilizzare questi composti per aumentare la nostra durata di vita eliminando sottoinsiemi di cellule senescenti che ci danneggiano”.
Un’antica leggenda cinese, risalente al II secolo a.C., racconta la storia di un arciere, Hu Yi, che, dopo un atto eroico responsabile di salvare il suo popolo, vinse l’elisir di lunga vita dalla dea Xuangmu. La bevanda sarà in grado di garantirgli l’immortalità.
Tuttavia, un giorno sua moglie Zhang bevve il cocktail divino per evitare che un ladro glielo rubasse. Così facendo, fu lei a raggiungere l’immortalità e, secondo la leggenda, volò sulla luna, dove vive tuttora.
Wong e il suo team sono sulla buona strada per scoprire l’elisir di lunga vita?
Lo stesso scienziato non crede che sia così. “La senescenza (il processo di invecchiamento delle cellule) è solo un aspetto della maturazione”.
Pertanto, secondo lui, questi farmaci, anche se avranno successo, non saranno la “fonte della giovinezza”.
“Per raggiungere questo obiettivo, dobbiamo concentrarci anche su altre tappe fondamentali del processo di invecchiamento, come l’esaurimento delle cellule staminali”.
L’obiettivo, quindi, è trovare vie non verso l’immortalità, ma verso una vita lunga e sana allo stesso tempo.
Anche perché, dal punto di vista della fisica e della filosofia, l’immortalità è irraggiungibile.
Come ha recentemente dichiarato a BBC News Brasil il fisico italiano Guido Tonelli: “Niente è eterno. Ogni struttura della materia, che si tratti di un essere umano, di una stella o di una galassia, è intrinsecamente fragile. E prima o poi tutto finisce”.
