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Progetti SISSA e COVID-19

15 Maggio 2020

Fin dall’inizio dell’epidemia di COVID-19 i ricercatori e le ricercatrici della SISSA stanno lavorando a vari livelli per comprendere il virus, trovare nuove terapie e sviluppare strategie di contenimento adeguate. Qui di seguito sono brevemente illustrati alcuni dei progetti di ricerca in corso.

D2STEP - Data-Driven Statistical framework for Tracking the Epidemic Potential - PI: Andrea De Simone
La principale variabile epidemiologica che determina il potenziale di trasmissione di una malattia infettiva è il numero di riproduzione R, ossia il numero atteso di casi secondari causati da ciascun individuo infetto. Una sua valutazione accurata è quindi di fondamentale importanza durante un'epidemia. Il progetto D2STEP è finalizzato allo sviluppo di un nuovo approccio statistico in grado di fornire, in tempo reale, una stima affidabile e completamente basata sui dati di R e, quindi, alla definizione di un sistema di valutazione dell'efficacia delle misure adottate per contenere la diffusione della malattia.

SoundGlove - Touch-to-sound device for enhanced security in handling coronavirus materials - PI: Mathew E. Diamond
SoundGlove è un dispositivo da indossare in grado di convertire il contatto con la pelle in un segnale acustico di facile interpretazione. Il suo scopo principale è quello di ridurre il rischio di esposizione del personale sanitario e di laboratorio, esposto alla manipolazione di materiali pericolosi o al contatto con pazienti infetti da COVID-19. Grazie a SoundGlove, l'operatore percepisce a livello uditivo la manipolazione dell'oggetto, identificandone la forma, la consistenza ecc. e supportandone così il riconoscimento visivo. Il progetto è realizzato in collaborazione con Cynexo.

Nanotechnology based diagnostics to detect SARS-CoV-2 antibodies - PI: Paul Heppenstall
Per comprendere appieno la diffusione di COVID-19 nella popolazione, è importante sapere chi è stato infettato dal virus, anche se presenta sintomi lievi o assenti. E' possibile scoprirlo attraverso test sierologici che rilevano gli anticorpi contro SARS-CoV-2. Lo scopo di questo progetto è lo sviluppo di nuovi test, economici e veloci, che consentano lo screening parallelo di un gran numero di campioni. Il progetto è realizzato in collaborazione con Elettra-Sincrotrone.

COVID-19 Fast Screening - PI: Alessandro Laio
Molte delle malattie dovute a infezioni virali determinano la presenza di specifici composti organici volatili (COV) nell’aria espirata da una persona. Lo scopo di questo progetto è lo sviluppo di un metodo diagnostico rapido basato sull'analisi di questi COV. Questo metodo, se validato, consentirà lo screening di soggetti potenzialmente infetti da COVID-19 in modo diretto, non invasivo e rapido, riducendo o evitando del tutto l'uso di tamponi e le relative analisi di laboratorio, che sono più lente e complesse. Inoltre, lo stesso approccio potrebbe essere utilizzato in caso di mutazioni significative del virus o altre infezioni virali simili. Il progetto è realizzato in collaborazione con CyNexo, Fondazione Edmund Mach, Università di Roma Tor Vergata, Ospedale universitario Santa Maria della Misericordia, Centro ospedaliero ULSS2 Marca Trevigiana, Microfox, Università di Padova.

MORSE - Mathematical Online Research Seminars and E-learning - PI: Antonio Lerario and Fabio Cavalletti
Le straordinarie misure di contenimento applicate dal governo italiano per prevenire la diffusione del COVID-19 hanno reso praticamente impossibili le interazioni tra ricercatori e studenti. Questo progetto ha lo scopo di ridurre gli ostacoli alla formazione dovuti alle misure di distanziamento sociale, creando classi virtuali e un'atmosfera di ricerca collaborativa. MORSE metterà a disposizione di ricercatori, professori e studenti SISSA l'hardware e i software necessari per continuare la loro ricerca e la loro formazione. Allo stesso tempo, renderà disponibili a un pubblico più vasto lezioni e seminari grazie a un portale educativo ospitato dalla SISSA.

Drug design and CoV receptors interactions with human cells - PI: Alessandra Magistrato
Un tratto distintivo del Coronavirus è la presenza di glicoproteine ​​a spillo sulla superficie esterna del virus. Sono queste a mediare il legame con il recettore, consentendo il suo ingresso nelle cellule umane. Questa è considerata una delle ragioni dell'incredibile diffusione del Coronavirus. Sfruttando la lunga esperienza dell’Istituto Officina dei Materiali (IOM) del CNR alla SISSA nelle simulazioni di macromolecole biologiche complesse e nello sviluppo di farmaci, questo progetto ha lo scopo di sviluppare nuove opzioni terapeutiche per SARS-CoV-2 attraverso lo screening di farmaci e piccole molecole già esistenti, nonché il design di nuovi peptidi.

Connection between chemical senses and COVID-19 - PI: Anna Menini
La perdita dell'olfatto e del gusto è un sintomo spesso riportato da pazienti con COVID-19. Identificarne la causa potrebbe aiutare a comprendere diversi aspetti dell'effetto del virus sul nostro organismo. Questo progetto è finalizzato a scoprire con quale frequenza le persone con COVID-19 segnalano questo sintomo e a verificare se le perdite di odore e gusto sono potenziali marker di COVID-19 anche in assenza di altri segnali. Più di 500 ricercatori e clinici internazionali si sono uniti per formare il Global Consortium of Chemosensory Researchers (GCCR) e hanno preparato un questionario online in 30 lingue diverse per raccogliere dati da tutto il mondo. Maggiori informazioni

Structural organization of SARS-Cov-2 genome - PI: Cristian Micheletti and Antonio De Simone
Obiettivo del progetto è quello di ottenere un modello strutturale di SARS-Cov-2, in cui l'RNA genomico si ripiega nello stesso momento in cui viene avvolto dal nucleocapside. La simultaneità dei processi di folding e packaging del genoma rende difficile ottenere un modello strutturale affidabile con gli approcci di simulazione convenzionali. Si utilizzerà quindi un approccio multiscala, integrando concetti e metodi tipici della fisica della materia, della biofisica computazionale e della scienza dei materiali.

MATH4COVID: bridging math with real data - PI: Gianluigi Rozza
Sfruttando la lunga esperienza del mathLab della SISSA in progetti di innovazione, MATH4COVID ha lo scopo di sviluppare modelli matematici di attività sociali, contatti, viaggi utilizzando grafici 4D che si muovono nello spazio e nel tempo per valutare così i rischi di contagio. Il progetto è realizzato in collaborazione con Cineca, regione Umbria e la software house Webtek.

PsycMed19: Psychological support to health operators during emergencies - PI: Raffaella Rumiati
L'epidemia di COVID-19 in Italia sta imponendo un enorme carico di lavoro e oneri emotivi agli operatori sanitari impegnati in prima linea fin dagli inizi dell'emergenza sanitaria. PsycMed19 è finalizzato a rilevare il bisogno di supporto psicologico espresso dagli operatori sanitari durante l'epidemia di COVID-19 nel nostro Paese, il tipo e la frequenza degli interventi psicologici offerti loro attraverso i diversi canali, le modalità di accesso e fruizione del sostegno ricevuto, i dispositivi e i mezzi a supporto di tali interventi. L'obiettivo finale è identificare le migliori pratiche implementate e sviluppare un protocollo che consenta di intervenire in modo più efficace nell’eventualità di una futura emergenza sanitaria. Maggiori informazioni

Neurological and cognitive deficits in patients with COVID-19 - PI: Raffaella I. Rumiati
Nonostante febbre, tosse e difficoltà respiratorie siano i tratti distintivi tipici dell'infezione da COVID-19, in diversi paesi toccati dalla pandemia, i neurologi hanno riportato un piccolo sottogruppo di pazienti con danni cerebrali. Questo progetto ha lo scopo di quantificare l'incidenza e la natura della sintomatologia neurologica nei pazienti COVID-19 e di valutare eventuali segni di declino cognitivo e deficit neurologico nei pazienti a seguito di un periodo prolungato di respirazione assistita. Queste informazioni saranno correlate con esami di imaging e neuroradiologici. Il progetto è realizzato in collaborazione con ASUGI Udine, AOTS e IRCCS Eugenio Medea.

Monitoring and data-driven evaluation of Covid-19 containment strategies - PI: Giudo Sanguinetti
Questo progetto utilizza modelli statistici ed epidemiologici per l’analisi dei dati di incidenza dei casi di COVID-19 nella regione FVG. Gli obiettivi principali sono quelli di suggerire quali dati aggiuntivi dovrebbero essere raccolti, di valutare quantitativamente i potenziali interventi, utilizzando modelli stocastici e teoria della rete, e di proporre nuovi progetti di raccolta e analisi dati in preparazione delle prossime fasi dell’emergenza. Il progetto è realizzato in collaborazione con ICTP e l'Università di Trieste. Maggiori informazioni

Ulteriori progetti sono finalizzati allo sviluppo di vettori in grado di veicolare selettivamente enzimi CRISPR nelle cellule infette da SARS-CoV-2 per lo sviluppo di terapie antivirali, ma anche allo studio dell’uso della pedalata passiva per facilitare le funzioni respiratorie e all’utilizzo di lampade UV per la sterilizzazione di mascherine.