SARS-CoV-2: i dati del cellulare e del genoma consentono di tracciare in modo mirato le vie dell'infezione

La pandemia di SARS-CoV-2 ha dimostrato l'importanza di un monitoraggio precoce dei focolai e dei percorsi di infezione. Tuttavia, un monitoraggio efficace del processo di infezione richiede un'analisi dei dati accurata ed efficiente in termini di risorse, che porti effettivamente a previsioni affidabili. Il dottorando Riccardo Spott dell'UKJ, insieme ad altri ricercatori di InfectoGnostics dell'UKJ e di nanozoo, è riuscito a dimostrare che i dati di servizio provenienti dai telefoni cellulari in combinazione con metadati ad alta risoluzione (come i codici postali e i dati genomici) possono effettivamente migliorare il monitoraggio dell'incidenza delle infezioni nello stato tedesco della Turingia. In caso di epidemie, l'analisi dei dati potrebbe essere utilizzata in futuro per test e quarantena più mirati.

Nella loro valutazione, i ricercatori si sono assicurati che i dati fossero elaborati in modo anonimo, come spiega il dottor Christian Brandt, ricercatore dell'UKJ e cofondatore di nanozoo: "Abbiamo ricevuto i dati dei telefoni cellulari come pool di dati aggregati, li abbiamo combinati con i dati di sequenza e li abbiamo analizzati per individuare modelli di distribuzione evidenti. È come guardare una scia di formiche dall'alto: Si può vedere la totalità dei movimenti, ma non si può individuare una singola formica".

Nello studio sono stati sequenziati più di 6.500 genomi di SARS-CoV-2 alfa (B.1.1.7) in Turingia per un periodo di nove mesi. I dati sono stati integrati con quelli relativi all'isolamento dei pazienti e ai loro codici postali. Inoltre, sono stati inclusi nell'analisi oltre 136.000 genomi alfa tedeschi disponibili pubblicamente e i dati dei servizi di telefonia mobile della Turingia. Il team ha identificato nove varianti di mutazione rilevanti del virus in Turingia, che sono state classificate in sette gruppi di parentela separati (cluster filogenetici) con diversi modelli di diffusione in Turingia.

Uso dei dati dei telefoni cellulari per un migliore campionamento

Collegando in questo modo i dati del genoma e della telefonia mobile, gli scienziati sono stati in grado di tracciare con precisione la diffusione del lignaggio alfa del coronavirus in Turingia. È stato inoltre dimostrato il rischio di distorsione dei dati epidemiologici sulla base di una mutazione specifica, un fattore che può essere utilizzato per ottimizzare le valutazioni future. Inoltre, questo approccio consente anche di effettuare test più mirati: con i dati aggiuntivi di una sotto-linea di Omikron (BQ.1.1), i partner di InfectoGnostics sono stati in grado di dimostrare che tali analisi possono essere utilizzate anche per controllare attivamente il campionamento durante i focolai regionali di una malattia infettiva. Uno Stato federale come la Turingia potrebbe così monitorare in modo più efficiente le future epidemie.

Il Prof. Dr. Mathias Pletz, Direttore dell'Istituto di Medicina delle Infezioni e Igiene Ospedaliera dell'Ospedale Universitario di Jena e membro del consiglio di amministrazione allargato di InfectoGnostics, spiega: "La diffusione dei virus segue spesso i percorsi della mobilità umana. Grazie ai dati anonimizzati dei telefoni cellulari e alle tecniche molecolari avanzate, siamo in grado di mappare e prevedere questi percorsi". Secondo Pletz, ciò contribuisce in modo significativo a prevedere con maggiore precisione la diffusione spaziale di un agente patogeno, che può variare notevolmente da una regione all'altra, e a utilizzare test più mirati e misure di controllo delle infezioni.