Un atlante che collega la genetica delle cellule immunitarie umane al loro funzionamento promette di migliorare le nostre conoscenze in fatto di immunologia, e di offrire una nuova base per addestrare modelli di intelligenza artificiale in grado di prevedere il comportamento delle cellule. La ricerca, pubblicata su Cell, non si è limitata a mappare i geni delle cellule immunitarie umane: si è spinta oltre, sottoponendo a stress mirato i geni di 22 milioni di cellule T umane, quelle che dirigono la risposta dell'organismo alle malattie. In questo modo è stato possibile osservare come diverse alterazioni geniche influenzino il comportamento di queste cellule, e in quali condizioni tutto questo si traduca per i pazienti.. Facciamo una prova.... La ricerca è stata condotta da un gruppo di scienziati dei Gladstone Institutes, un istituto di ricerca della California, dell'Università della California a San Francisco e della Stanford University, in collaborazione con Biohub, organizzazione di ricerca in biologia cellulare finanziata da Meta. Gli scienziati hanno utilizzato una tecnica di genomica che permette di "spegnere" o modificare migliaia di geni diversi in milioni di singole cellule all'interno di un unico esperimento per disattivare quasi 12.800 geni diversi in cellule T umane prelevate da donatori di sangue. Questo "test di perturbazione" ha permesso di studiare gli effetti delle alterazioni geniche su cellule immunitarie "reali" e non su cellule parte di linee di ricerca usate in laboratorio: di rispondere, cioè, con la massima precisione, alla domanda, se modifico un determinato gene, che cosa succede alla cellula?. Il libretto delle istruzioni. «Per comprendere il significato di questo studio, bisogna guardare agli ultimi tre decenni di biologia», spiega Alex Marson, direttore del Gladstone-UCSF Institute of Genomic Immunology e autore senior dello studio. «Prima è arrivato il Progetto Genoma Umano, che ci ha fornito la mappa dei nostri geni. Poi, progetti come l'Atlante delle Cellule Umane ci hanno mostrato come le diverse cellule interpretano questa mappa. Ora, ci troviamo in una grande terza fase: scoprire cosa succede alle cellule quando si apportano modifiche mirate all'interno del genoma. Finalmente abbiamo un modo per decodificare il legame tra sequenza genetica e stato cellulare». Prima, insomma, avevamo una mappa. Ora abbiamo il manuale di istruzioni.. Lo stato della cellula conta. Uno dei principali meriti dello studio è stato rivelare le complessi interazioni tra geni che hanno poi effetto su come funzionano le cellule, e anche mostrare come lo stato in cui una cellula si trova (per esempio, a riposo, o impegnata nella risposta a un'infezione) influenzi il comportamento di una cellula e la sua interazione con l'ambiente. Un tassello - questo - particolarmente istruttivo per coloro che addestrano modelli di IA a prevedere il comportamento delle cellule nel mondo reale.. Dalla ricerca di base alla clinica. Molte malattie, ed è specialmente vero per quelle autoimmuni, non dipendono da un singolo gene difettoso, cioè da un'unica variante genetica predisponente. Mappe come questa aiutano a capire meglio il meccanismo biologico sottostante a queste alterazioni: in che modo quella variante modifica l'attività del gene? E quel gene quale circuito controlla? Quel circuito come cambia il comportamento delle cellule T? Le risposte saranno più facilmente utilizzabili per la ricerca di nuovi farmaci. Il prossimo passo sarà sfruttare la stessa piattaforma per capire in che modo alterazioni geniche rendano le cellule T più o meno efficaci contro le cellule tumorali..