L’intelligenza artificiale a caccia delle molecole anti-cancro nei super cibi.

Dati recenti indicano che fino al 30-40% dei tumori potrebbe essere prevenuto solo con misure dietetiche e di stile di vita. In questa nuova ricerca, pubblicata su Scientific Report di luglio 2019, ricercatori del Dipartimento di Chirurgia Oncologica dell’Imperial College di Londra, hanno utilizzato una piattaforma unica di apprendimento automatico basata sull’intelligenza artificiale, per identificare le molecole putative a possibile azione anti-cancro, attraverso la loro comunanza di reti molecolari biologiche con terapie anti-cancro clinicamente approvate.

“Un algoritmo di apprendimento automatico (operanti all’interno della piattaforma DreamLab di supercalcolo) – spiegano gli autori dello studio – “è stato utilizzato per simulare azioni farmacologiche su reti umane interattive per ottenere profili di attività genomica di farmaci approvati a partire dal 1962 (di cui 199 classificati come “antitumorali”)”. L’algoritmo è risultato in grado di riconoscere i farmaci anti-cancro con un’accuratezza dell’84-90%.

“Con l’invecchiamento rapido della popolazione” – scrivono gli autori – “il mondo sta supportando un’assistenza sanitaria e un onere economico insostenibili a causa di malattie croniche come il cancro, i disturbi cardiovascolari, metabolici e neurodegenerativi. La dieta e i fattori nutrizionali svolgono un ruolo essenziale nella prevenzione di queste malattie e influenzano significativamente l’esito della malattia nei pazienti durante e dopo la terapia”. Gli alimenti di origine vegetale (derivati ​​da frutta e verdura) sono particolarmente ricchi di molecole anti-cancro, come polifenoli, flavonoidi, terpenoidi e polisaccaridi vegetali. “Prove da studi sperimentali” – proseguono gli autori dello studio – “hanno trovato molteplici meccanismi di azione con cui gli agenti alimentari contribuiscono alla prevenzione o al trattamento di vari tipi di tumore, tra i quali la regolazione dell’attività dei mediatori dell’infiammazione e dei fattori di crescita, la soppressione della sopravvivenza, della proliferazione e dell’invasione delle cellule cancerose, nonché l’interazione con i meccanismi di angiogenesi e la quindi col processo di formazione delle metastasi”.

“Essere in grado di identificare in primo luogo gli ingredienti alimentari e gli “iper-alimenti” più ricchi di molecole anticancro e di promuovere la salute, rappresenta un’opportunità senza precedenti per ridurre i costi sanitari e potenzialmente migliorare gli esiti sanitari per malattie croniche come il cancro. Almeno una parte di questa ricerca potrebbe essere eseguita computazionalmente, sfruttando la tecnologia dell’intelligenza artificiale (AI). La dieta umana contiene migliaia di molecole bio-attive che modulano una varietà di processi metabolici e di segnalazione, azioni farmacologiche e interazioni con il microbiota intestinale in salute e malattia” – precisano gli autori.

I ricercatori hanno immesso nel supercomputer una banca dati di circa ottomila molecole bio-attive contenute negli alimenti; tra queste il ‘sistema’ ne ha individuate 110 con potenzialità anti-tumorali (con una somiglianza alle terapie anti-cancro già note superiore al 70%). Le sostanza anti-tumorali così individuate negli alimenti appartengono a diverse classi: dai flavonoidi, ai terpenoidi ai polifenoli. Queste molecole, sono state quindi utilizzate per costruire una ‘mappa del cibo’ che delinea le potenzialità anti-tumorali di ogni ingrediente.

“Abbiamo dimostrato” – concludono gli autori – “che gli alimenti a base vegetale come tè, carota, sedano, arancia, uva, coriandolo, cavolo e aneto contengono il maggior numero di molecole con alta somiglianza anti-cancro esercitando influenza su reti molecolari in modo simile alle terapie esistenti. La nostra analisi computazionale su larga scala dimostra ulteriormente il potenziale anti-cancro di alcuni alimenti che richiedono strategie nutrizionali più mirate. Il cibo rappresenta il singolo più grande aspetto modificabile della salute di un individuo e queste strategia di apprendimento automatico qui descritta, rappresenta un primo passo verso la realizzazione di piccoli programmi nutrizionali “intelligenti” nella prevenzione e nella cura del cancro. La metodologia delineata non è tuttavia limitata al cancro ma sarà, a detta dei ricercatori che hanno condotto lo studio, applicabile ad altre patologie, alla ricerca dei ‘super-cibi della salute'”.

Articolo originale: “HyperFoods: Machine intelligent mapping of cancer-beating molecules in foods“. Scientific Reportsvolume 9, Article number: 9237 (2019).

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