Ruolo della biologia biocomputazionale nella sorveglianza influenzale
La biologia biocomputazionale applica l’informatica e la matematica allo studio dei sistemi biologici, consentendo di prevedere e comprendere l’evoluzione di patogeni e malattie, in questa guida la vedremo applicata alla formulazione di vaccini, in particolare a quello dell’influenza stagionale.
Come ogni anno, tra i mesi di dicembre e febbraio, ci troviamo ad affrontare il consueto picco influenzale, che colpisce una larga parte della popolazione italiana ed europea, causando disagi non solo in termini di benessere individuale, ma anche esercitando una forte pressione sul sistema sanitario e sul comparto produttivo dei Paesi dell’Unione Europea, poiché l’infezione costringe frequentemente molti lavoratori a periodi di assenza forzata.
la biologia biocomputazionale e, più in generale, le moderne tecniche di sequenziamento di nuova generazione (NGS), insieme alle corrispondenti analisi bioinformatiche predittive, svolgano un ruolo chiave nel contenimento delle infezioni influenzali e di altre patologie virali.
La biologia biocomputazionale è diventata infatti centrale nella sorveglianza quasi in tempo reale dell’evoluzione dei virus influenzali, grazie all’analisi e all’integrazione di dati quali:
- sequenze genomiche,
- informazioni temporali e geografiche,
- dati antigenici e filogenetici,
che permettono di ricostruire le dinamiche evolutive, la diffusione geografica e l’emergere di mutazioni adattative. Questo approccio consente di superare analisi frammentarie e retrospettive, offrendo una visione dinamica e predittiva dell’evoluzione virale, elemento fondamentale per le strategie di sanità pubblica e per la selezione di preparati vaccinali efficaci.
La corsa agli armamenti Virus vs Uomo
Si definisce virus un’entità biologica infettiva acellulare, dotata di un genoma a DNA o RNA, che è in grado di replicarsi esclusivamente all’interno di cellule ospiti viventi, sfruttando i loro sistemi biosintetici per la produzione di nuove particelle virali.
Proprio l’elevata velocità di replicazione e la variabilità del materiale genetico che ne consegue rendono i virus entità biologiche estremamente adattative nei confronti dei loro ospiti.
In una vera e propria ottica di “arms race” evolutiva, i virus mutano e si evolvono rapidamente per ottimizzare la propria capacità replicativa e aumentare il numero di copie di sé stessi.
Questo rappresenta una sfida significativa nello sviluppo dei vaccini, poiché le mutazioni interessano frequentemente le componenti proteiche di superficie, responsabili dell’interazione con il sistema immunitario dell’ospite. È proprio su questi determinanti antigenici che si basa la progettazione di molti vaccini, incluso quello antinfluenzale, rendendo necessario un continuo aggiornamento delle strategie vaccinali.
Ruolo della biologia biocomputazionale nella messa a punto dei vaccini per l’influenza stagionale
Ogni anno i vaccini antinfluenzali arrivano negli ambulatori dei medici di base e nelle farmacie, spesso prima che l’influenza inizi a circolare.
Questo può far sorgere una domanda legittima: come è possibile prepararli in anticipo?
La risposta viene dalla biologia biocomputazionale, una disciplina che studia i virus analizzando grandi quantità di dati genetici raccolti nel tempo.
Confrontando le sequenze dei virus influenzali che circolano ogni anno, è possibile prevedere con buona accuratezza come evolverà il virus.
Questo significa che i vaccini non vengono improvvisati.
Al contrario, sono il risultato di un lungo lavoro di osservazione, confronto e previsione basato su dati reali e continuamente aggiornati.
Attraverso lo studio del materiale genetico del virus è possibile capire come cambiano le sue proteine di superficie.
Sono proprio queste proteine che il sistema immunitario riconosce e contro cui il vaccino prepara una risposta.
La tabella riportata di seguito (Figura 1) mostra in modo semplice come il monitoraggio genomico permetta di individuare nuove varianti molto precocemente.
Queste varianti possono essere studiate a fondo prima che si diffondano su larga scala.
Nella stessa figura si osserva come la variante K fosse già presente in piccola quantità nel maggio 2025.
Col tempo si è diffusa perché più efficiente nel replicarsi, un processo naturale nei virus.
Grazie a queste informazioni, i vaccini possono essere aggiornati per mantenere la loro efficacia e sicurezza.
Questo consente di arrivare preparati all’inizio della stagione influenzale.
Come mostrato anche nella Figura 2, il sequenziamento e la biologia biocomputazionale sono oggi strumenti fondamentali per la sorveglianza delle infezioni.
Un esempio concreto è l’epidemia di virus Zika del 2017, monitorata con successo grazie a queste tecnologie.
.
Un focus sulla variante A(H3N2) subclade K (2025/2026)
In uno studio di Eurosurveillance, dove si documenta la rapida affermazione del subclade K (J.2.4.1) all’inizio I dati relativi alla stagione influenzale 2025/26 in Inghilterra permettono di fare chiarezza su alcuni aspetti fondamentali.
È stata osservata una predominanza genetica del subclade K già a partire dall’autunno 2025.
Sono state inoltre identificate mutazioni chiave, come T135K, K189R, S144N e N158D, associate a modificazioni antigeniche del virus.
Le analisi sierologiche hanno mostrato una ridotta reattività rispetto ai ceppi vaccinali selezionati per il 2025/26, in linea con le valutazioni dell’Organizzazione Mondiale della Sanità.
Questi risultati confermano che la velocità dell’evoluzione virale può superare i tempi decisionali della selezione vaccinale.
Per questo motivo diventa essenziale agire in modo preventivo e definire correttamente le strategie di profilassi.
Nella tabella sottostante (Figura 3) si osserva una maggiore efficacia vaccinale nei bambini e negli adolescenti rispetto agli adulti e agli anziani.
Questo risultato è evidente anche in presenza di un parziale mismatch antigenico con il subclade K.
Ciò suggerisce che mantenere un’elevata copertura vaccinale nelle fasce di età più giovani sia particolarmente importante.
Bambini e adolescenti rappresentano infatti i principali vettori di trasmissione del virus nella popolazione.
Vaccinare efficacemente queste fasce contribuisce a ridurre la circolazione virale.
Questo effetto protegge indirettamente le persone più vulnerabili, come anziani e soggetti fragili, con una risposta immunitaria meno efficiente.
La biologia biocomputazionale non solo supporta la scelta dei vaccini più appropriati. Essa consente anche di monitorare l’andamento delle infezioni e comprendere quali gruppi siano strategici da vaccinare. In questo modo è possibile massimizzare sicurezza, efficacia e beneficio collettivo della prevenzione vaccinale.
Conclusioni e prospettive future
Oggi più che mai, alla luce della globalizzazione, degli scambi commerciali e della continua mobilità delle persone, anche gli agenti patogeni si diffondono con maggiore rapidità.
In questo contesto, le tecniche biocomputazionali non rappresentano più un semplice supporto, ma uno strumento centrale nella sorveglianza e nel contenimento delle epidemie virali.
Un esempio concreto che ha coinvolto l’intera popolazione mondiale è la recente pandemia da SARS-CoV-2.
Grazie al sequenziamento genomico e alle analisi computazionali è stato possibile identificare, monitorare e circoscrivere i diversi cluster pandemici in modo tempestivo.
Soprattutto, le tecniche biocomputazionali hanno rappresentato un vero punto di equilibrio nello sviluppo dei vaccini.
L’analisi in silico dei dati virali ha permesso di progettare preparati vaccinali mirati, sicuri e sottoposti a controlli continui.
Questi strumenti hanno avuto un ruolo determinante nel superamento di uno dei periodi storici più complessi dell’epoca moderna.
Il presente, e ancora di più il futuro della biologia, si fonda su un approccio multidisciplinare.
In questo contesto nasce la figura del bioinformatico, frutto dell’integrazione tra competenze biologiche e informatiche.
Il bioinformatico, come un investigatore scientifico, analizza grandi quantità di dati per descrivere fenomeni biologici complessi.
Tra questi rientra l’evoluzione molecolare dei virus, fondamentale per comprenderne i meccanismi più fini.
Questa conoscenza consente di proporre strategie di prevenzione e contenimento basate su evidenze scientifiche solide.
È proprio questo approccio, critico e verificabile, che rende la vaccinazione una pratica sicura, razionale e indispensabile per la tutela della salute collettiva.
Fonti:
- Early influenza virus characterisation and vaccine effectiveness in England in autumn 2025, a period dominated by influenza A(H3N2) subclade K
- Nextstrain: real-time tracking of pathogen evolution
- Recommended composition of influenza virus vaccines for use in the 2025-2026 northern hemisphere influenza season