Una recente ricerca condotta in collaborazione tra gli ASTAR Infectious Diseases Labs (ASTAR IDL) e l’ASTAR Institute of High Performance Computing (ASTAR IHPC) ha fornito nuove e preziose informazioni sulla probabilità che il virus mpox si diffonda attraverso particelle respiratorie sospese nell’aria. Questo studio interdisciplinare, che ha confrontato l’mpox con il COVID 19 e il vaiolo, sottolinea l’importanza della modellazione computazionale nella ricerca sulle malattie infettive, combinando dati virologici con simulazioni di fluidodinamica computazionale (CFD) per valutare i potenziali rischi di trasmissione virale.
Mpox: uno studio innovativo valuta il rischio di trasmissione aerea confrontandolo con COVID 19 e vaiolo
Lo studio affronta una questione di fondamentale importanza per la sanità pubblica: la possibilità che l’mpox possa evolversi per diventare efficientemente trasmissibile per via aerea, come il suo parente virale, il vaiolo. Sebbene il contatto fisico ravvicinato rimanga la modalità di trasmissione dominante, la presenza del virus mpox nei fluidi respiratori, come muco e saliva, ha sollevato preoccupazioni sulla potenziale trasmissione attraverso aerosol in determinate condizioni.
Per indagare su questa possibilità, i ricercatori hanno integrato dati virologici con simulazioni di fluidodinamica computazionale (CFD), al fine di modellare la trasmissione di aerosol respiratori in un tipico ambiente interno. I risultati ottenuti hanno rivelato che la dose infettiva inalata di mpox è almeno 100 volte inferiore rispetto a quella di SARS-CoV-2 e vaiolo. Questo dato suggerisce che, nella sua forma attuale, è altamente improbabile una trasmissione efficiente di aerosol respiratori.
Lo studio tuttavia evidenzia anche la possibilità che una futura evoluzione virale possa alterare questa dinamica. Pertanto, i ricercatori sottolineano la necessità di una sorveglianza continua e di ulteriori studi per monitorare l’evoluzione del virus mpox e valutare il potenziale rischio di trasmissione aerea.
I risultati di questo studio hanno importanti implicazioni per la sanità pubblica. Forniscono una base scientifica per valutare il rischio di trasmissione aerea dell’mpox e per sviluppare strategie di prevenzione e controllo adeguate. Inoltre, sottolineano l’importanza della modellazione computazionale come strumento prezioso nella ricerca sulle malattie infettive.
I risultati della ricerca hanno evidenziato una differenza sostanziale nelle dinamiche di trasmissione tra questi virus. La quantità di virus mpox necessaria per causare un’infezione attraverso l’inalazione si è rivelata significativamente inferiore rispetto a quanto osservato per il SARS-CoV-2 e il vaiolo. Questo dato suggerisce che il virus mpox, nella sua forma attuale, presenta una minore capacità di infettare attraverso la via respiratoria.
L’analisi dei dati ha dimostrato che, alla luce delle attuali evidenze scientifiche, la trasmissione efficiente del virus mpox attraverso aerosol respiratori è considerata altamente improbabile. Le caratteristiche del virus, nella sua forma attuale, non sembrano favorire una diffusione efficace attraverso questa via. È fondamentale considerare la possibilità che l’evoluzione del virus mpox possa modificare le sue modalità di trasmissione. Mutazioni genetiche potrebbero potenzialmente aumentare la sua capacità di diffondersi attraverso aerosol respiratori, alterando significativamente le dinamiche di trasmissione.
Di conseguenza, si rende essenziale implementare una sorveglianza continua e rigorosa per monitorare l’evoluzione del virus mpox. Questo monitoraggio costante permetterà di rilevare tempestivamente eventuali cambiamenti nelle sue caratteristiche e di valutare il potenziale rischio di trasmissione aerea. La modellazione computazionale si rivela uno strumento prezioso nella ricerca sulle malattie infettive. Attraverso la simulazione di scenari di trasmissione e la valutazione di diversi parametri, questa metodologia permette di ottenere informazioni cruciali per la comprensione delle dinamiche di diffusione virale.
Un approccio innovativo per lo studio della trasmissione virale
“Questa ricerca è una testimonianza del potere della collaborazione interdisciplinare”, afferma il dott. Matthew Tay, autore corrispondente e scienziato principale presso ASTAR IDL. “Combinando l’esperienza in virologia con la modellazione computazionale avanzata dei nostri colleghi presso ASTAR IHPC, siamo stati in grado di affrontare quantitativamente una questione chiave nella trasmissione di mpox che altrimenti sarebbe quasi impossibile studiare sperimentalmente”.
L’integrazione di dati virologici con simulazioni di fluidodinamica computazionale (CFD) ha permesso ai ricercatori di superare le limitazioni degli studi sperimentali tradizionali, offrendo una prospettiva dettagliata e quantitativa sulla trasmissione aerea dell’mpox.
I dati virologici hanno svolto un ruolo cruciale nel fornire informazioni essenziali sulle caratteristiche del virus mpox, quali la sua concentrazione nei fluidi respiratori e la sua capacità di sopravvivere in forma di aerosol. Queste informazioni, ottenute attraverso studi virologici, hanno costituito i parametri di input necessari per le simulazioni di fluidodinamica computazionale (CFD). In altre parole, i dati virologici hanno fornito le basi per la creazione di modelli accurati che hanno permesso di simulare il comportamento del virus in diversi scenari di trasmissione aerea.
Le simulazioni di fluidodinamica computazionale (CFD) hanno consentito ai ricercatori di creare modelli dettagliati del movimento e della dispersione delle particelle respiratorie all’interno di un ambiente chiuso tipico. Queste simulazioni hanno preso in considerazione fattori ambientali cruciali come la velocità del flusso d’aria, la temperatura e l’umidità, che influenzano in modo significativo la trasmissione di aerosol. Grazie a queste simulazioni, è stato possibile studiare con un’accuratezza senza precedenti il movimento delle particelle virali, un’analisi che sarebbe risultata estremamente complessa e onerosa utilizzando i metodi tradizionali di ricerca.
La combinazione dei dati virologici con i risultati ottenuti dalle simulazioni di fluidodinamica computazionale (CFD) ha permesso ai ricercatori di stimare la dose infettiva inalata del virus mpox e di valutare il rischio di trasmissione aerea in diverse condizioni ambientali. Questo approccio ha fornito una stima del rischio di trasmissione aerea notevolmente più accurata rispetto ai modelli tradizionali, che spesso si basano su dati di popolazione generale, offrendo una visione più precisa del rischio di contagio in ambienti chiusi. Tale precisione fornisce dati di grande utilità per l’implementazione di strategie di prevenzione mirate.
Il dott. Fong Yew Leong, primo autore e Principal Scientist di A*STAR IHPC, sottolinea ulteriormente il ruolo dei metodi computazionali nella ricerca sulle malattie infettive. “L’integrazione di simulazioni CFD e modelli di trasporto scalare passivo ci consente di stimare i rischi di trasmissione patogena a risoluzioni spaziali più elevate rispetto ai modelli di popolazione generale”. L’utilizzo di simulazioni CFD ha permesso ai ricercatori di analizzare in dettaglio il movimento delle particelle respiratorie e la diffusione del virus in un ambiente chiuso, fornendo informazioni preziose sulla potenziale trasmissione aerea dell’mpox.
La profonda competenza in virologia di A*STAR IDL ha permesso ai ricercatori di concettualizzare le inferenze da patogeni apparentemente non correlati, ma incombenti, come mpox. “L’esplorazione di tali sinergie contribuisce notevolmente alla preparazione alla pandemia”, afferma il dott. Leong. La collaborazione tra virologi e specialisti di modellazione computazionale si rivela fondamentale per comprendere le dinamiche di trasmissione delle malattie infettive e per sviluppare strategie di prevenzione e controllo efficaci.
I risultati di questo studio hanno importanti implicazioni per la sanità pubblica. Forniscono una base scientifica per valutare il rischio di trasmissione aerea dell’mpox e per sviluppare strategie di prevenzione e controllo adeguate. Inoltre, sottolineano l’importanza della collaborazione interdisciplinare e della modellazione computazionale nella ricerca sulle malattie infettive.
Preparazione alla pandemia: un obiettivo comune
Lo studio condotto ha messo in luce non solo i risultati ottenuti, ma anche le significative lacune di conoscenza che persistono riguardo alla trasmissione del virus mpox. In particolare, emerge con forza la necessità di intraprendere ulteriori ricerche volte a determinare con precisione la dose di virus mpox presente nell’aria che può effettivamente provocare l’infezione negli esseri umani. Questa informazione è di fondamentale importanza per valutare il reale rischio di trasmissione aerea e per sviluppare strategie di prevenzione efficaci.
Inoltre, gli autori dello studio sottolineano l’importanza cruciale di un monitoraggio continuo delle nuove varianti del virus mpox. L’evoluzione virale è un processo dinamico, e l’emergere di nuove varianti potrebbe comportare cambiamenti significativi nella diffusione del virus e nella sua infettività. Tali cambiamenti potrebbero avere un impatto diretto sul potenziale di trasmissione aerea, rendendo necessario un aggiornamento costante delle strategie di prevenzione.
In sintesi, lo studio sottolinea l’impellente necessità di determinare con precisione la dose infettiva aerea del virus mpox, ovvero la quantità di virus necessaria per causare un’infezione attraverso l’inalazione. Tale informazione è di fondamentale importanza per valutare il rischio di trasmissione aerea e per sviluppare strategie di prevenzione efficaci.
La necessità di un monitoraggio costante delle nuove varianti del virus mpox si impone come un imperativo per la salute pubblica. Tale monitoraggio implica una sorveglianza attenta e continua dell’evoluzione del virus, con particolare attenzione all’emergere di nuove varianti genetiche. È essenziale valutare l’impatto di queste nuove varianti sulla capacità del virus di diffondersi e sulla sua infettività, al fine di comprendere appieno i potenziali cambiamenti nelle dinamiche di trasmissione.
Questo approccio proattivo consente di anticipare e prevenire eventuali modifiche nel potenziale di trasmissione del virus, permettendo di adattare tempestivamente le strategie di prevenzione e controllo. In altre parole, la sorveglianza attiva delle nuove varianti è fondamentale per garantire una risposta efficace e tempestiva a eventuali minacce poste dall’evoluzione del virus mpox.
Lo studio è stato pubblicato su The Lancet Microbe.