IL CAMBIO DI PARADIGMA NELLA RICERCA MEDICA Parte 1

LE CAUSE DELLE MALATTIE E L’AVVENTO DELLA INTELLIGENZA ARTIFICIALE

PRIMA PARTE

La ricerca medica ha sempre tentato di individuare cause e meccanismi
delle malattie. Principalmente per rispondere a come attutire il dolore,
ridurre l’invalidita’ e combattere la morte. Credo che, non appena il
Sapiens nel chiuso delle caverne, davanti ad un fuoco, ha cominciato a
raccontarsi storie ed a costruire credenze, uno dei primi argomenti sia
stata la morte.

L’aveva vista negli animali di cui si nutriva. L’aveva vista nelle persone che erano state a lui vicine, alla sera, nella caverna.

Alle quali aveva raccontato storie e che avevano a lui raccontato storie, di acqua, di animali e di piante e radici da mangiare. Li aveva scrollati
quando erano caduti al suolo, ma quella volta non si erano svegliati.
Quando hanno cominciato a capire la morte? E quando hanno iniziato a negarla ed a costruire credenze di non morte?

Ma quello che è nel periodo successivo iniziato, e’ che qualcuno ha
cominciato a domandarsi, a cercare le cause della morte.

Credenze inverosimili, magiche come i lampi nel cielo, saranno state le spiegazioni iniziali. Correlazioni fantasiose saranno state ipotizzate. Alcune di queste sono arrivate fino a noi, ed hanno alimentato ed alimentano superstizioni. Il Sapiens non conosceva il caso. Aveva nelle religioni e nella magia robuste teorie che fornivano spiegazioni di quello che accadeva.

Il Sapiens moderno ha difficoltà ad accettare che gran parte della sua vita sia affidata al caso e che si viva come ostaggi della sorte.
Ma il caso non è casuale nella realtà. Come scriveva Voltaire, il caso e’
composto da tantissime cause che coincidono o contrastano fra di loro.

Noi continuiamo a chiamarlo caso perchè non conosciamo le cause che lo determinano. Laplace aveva immaginato un diavoletto che, conoscendo tutte le cause, fosse in grado di prevedere il futuro. L’universo senza caso diventava deterministico. Ma non è prevedibile che qualsiasi intelligenza anche la più evoluta, anche tra 1 milione di anni sia in grado di prevedere tutte le possibili cause che interagiscono fra di loro e che sono mutevoli nel tempo.

Quindi ci dobbiamo contentare di un futuro incerto che, al
massimo, possiamo cercare di prevedere con probabilita’ piu’ o meno
variabili.
Il sogno dell’uomo, tuttavia, e’ sempre stato quello di avere vicino, od oggi nei suoi computers, un diavoletto di Laplace che, prevedendo il futuro, potesse modificarlo. In letteratura Isaac Asimov nel suo ciclo della Fondazione ha inventato il l’algoritmo della Psico-storia per il quale gli eventi sociali e politici potevano essere previsti. La storia viene paragonata da Asimov alla fisica ed alle leggi della fisica. Con la
differenza che la psiche degli uomini, in confronto agli atomi, è molto
capricciosa.

Quindi le previsioni della Psicostoria, pur essendo altamente probabili, rispondono in parte alla variabilità delle combinazioni causali.
E’ ipotizzabile che il cervello dell’uomo abbia un innato software causale.
Per ogni effetto cerca istintivamente la causa e deve comunque attribuirla ad un evento precedente, sia che l’attribuzione sia giusta oppure sbagliata. Il software del nostro cervello ha un senso del tempo innato.
Altrimenti non sarebbe in grado di cercare una causa che,
obbligatoriamente, precede l’evento.
Nessuno ci ha fatto questo dono. La selezione evolutiva ha determinato che la mutazione che permetteva di valutare il tempo, il prima ed il dopo, poteva far evitare i pericoli e l’esperienza che ne derivava, poteva insegnare a ridurre il rischio di morire.
In qualche modo, molto rozzo almeno all’inizio, gli esseri biologi
precorrono la medicina preventiva. Imparano che il fuoco brucia e che
alcune piante ed alcune radici possono essere velenose. Ma e’ il Sapiens, probabilmente, l’unico essere biologico a cominciare ad investigarne le cause.
Questo processo inizia circa tra i 200 ed i 50.000 anni fa. L’informazione appresa viene trasmessa dapprima oralmente, poi attraverso la scrittura e la stampa ed oggi attraverso l’infosfera.
Un esperimento mentale da provare e’ quello di immaginarsi in una
caverna, illuminata dal fuoco, alla sera. Cosa si raccontava il Sapiens se
non quello che era accaduto quel giorno: storie di caccia, di cose da
mangiare, di incidenti, ferite e morte. Il Sapiens allora costruiva credenze, spiegazioni per lo piu’ magico- religiose.
Come suggeriva con pessimismo Goethe nelle sue “Massime, “ La magia e la religione hanno rappresentato, e la religione lo rappresenta tuttora, una potente spiegazione di quello che accade. L’uomo si trova nel bel mezzo degli effetti e non può astenersi dal ricercarne le cause. Ma si appiglia alla prima che trova come alla migliore e così si tranquillizza.”
E’ facile immaginare la spiegazione che l’uomo ha dato per millenni alle cause del lampo e del fulmine. La credenza che fosse opera degli dei adirati si e’ mantenuta per diverse civilta’. La scienza strappa ogni tanto il velo a qualche credenza, pur avendo imparato che le sue spiegazioni si riveleranno molto spesso errate e che la verità rimarrà quasi sempre elusiva.
Non appena il pensiero medico e’ riuscito, anche se parzialmente, a
scrollarsi di dosso le superstizioni, ha cercato spiegazioni delle ragioni
delle malattie e della morte. Il primo approccio scientifico e’ stato
metodologico: quello di costruire tassonomie e di creare modelli di
malattia che rispondessero agli scopi di prevenirle, e curarle.
Quindi la sfida piu’ ardua della scienza medica e’ stata ed e’ quella di
identificare le cause delle malattie. Ogni evento malattia puo’ essere
ricondotto al contributo di due fattori generali : genetico ed ambientale, quello che un tempo venne definita dal cugino di Darwin Sir Francis Galton, “nature vs nurture” cioe’ la natura quindi la ereditarieta’ con la trasmissione dei geni, e l’ambiente, l’environment, l’umwelt.
Oggi conosciamo poche di queste cause e, particolarmente, alcune di
quelle piu’ dannose e letali. La maggior parte delle cause ci sfugge, o viene suggerita da studi epidemiologici retrospettivi di popolazione. Spesso l’associazione delle cause alle malattie ha significativita’ statistica modesta e molto frequentemente e’ oscurata da fattori confondenti. A causa di questi limiti i risultati degli studi sono incerti e talora contraddittori. Ne e’ recente esempio il dibattito tra i fautori del vino come benefico per la salute e quelli che lo accusano di essere una delle concause del cancro.

E c’e’ il fondato sospetto che, in queste incerte correlazioni, fattori commerciali entrino in campo distorcendo la obiettività scientifica. Questo incerto procedere è spiegato dal fatto che la maggior parte delle patologie e’ causata da molti fattori che agiscono influenzandosi fra di loro e che, inoltre, questi fattori sono mutabili nel tempo.
La partita e’ giocata dalla genetica e da numerose variabili biologiche ed ambientali, sospettate ed insospettate, che riguardano quello che
mangiamo, respiriamo, il nostro microbioma, lo stress, l’ambiente in cui viviamo e le condizioni atmosferiche. A queste vanno aggiunte un numero non precisabile di variabili stocastiche il cui ruolo nei meccanismi delle malattie non e’ facilmente definibile. Numerosissimi studi epidemiologici, in genere retrospettivi, hanno individuato links tra patologie diverse in genere neoplastiche ed i fattori accennati sopra; tuttavia i risultati sono stati spesso contradditori ed influenzati da evidenti pregiudizi.

Al massimo le correlazioni piu’ credibili sembrano avere un impatto modesto sullo sviluppo delle malattie. Questi limiti confermano la non singolarita’ causale dell’evento patologico. In ogni evento patologico quasi sempre concorrono piu’ fattori favorenti e fattori ostacolanti. Inoltre una ulteriore influente variabile e’ la modificazione temporale della probabile causa patogena. Perche’ l’esposizione alla causa patogena puo’ variare considerevolmente nel tempo.

Quello che sta emergendo come importante causa di patologie e, in modo particolare, nelle patologie infiammatorie croniche sistemiche
immunomediate (IMIDs immune mediated inflammatory diseases) è
l’epigenetica che rappresenta il link principale tra “nature e nurture” cioe’ l’influenza reciproca tra l’ereditarieta’, quindi la genetica e l’ambiente, cioe’ tutto quello a cui siamo esposti durante la nostra vita.
Tra le varie possibili cause patologiche , mentre il genoma tende a
rimanere piuttosto stabile nel tempo, tutti gli altri fattori tendono invece a modificarsi temporalmente.

L’epigenetica è descritta come lo studio delle modifiche, ereditabili,
dell’espressione dei geni che accadono senza cambi della sequenza del DNA. L’epigenoma risponde dinamicamente all’ambiente. Lo stress, la dieta, il fumo, le tossine e molti altri fattori regolano l’espressione genica”.
Alcuni di questi fattori vengono studiati da discipline biologiche, gli omics od omi, denominati cosi’ perche’ terminano in inglese con il suffisso omic, come ad esempio la genomica, il microbioma, l’epigenoma ed altre.

Questo complesso di variabili influenza l’immunoma, il sistema
immunitario che reagisce bloccando o favorendo lo sviluppo di malattie.
Perche’ la ricerca medica, cosi’ prolifica nelle scoperte tecnologiche, ha
prodotto scarsi risultati nell’identificare le cause delle malattie come le
patologie infiammatorie croniche immuno-mediate, cioe’ la malattia di
Crohn, l’artrite reumatoide, la psoriasi e molte altre ?
La ricerca in queste patologie si e’ concentrata principalmente
sull’immunoma, (come e’ stata definita la somma delle strutture cellulari e molecolari che regolano la risposta infiammatoria) dando una relativa minore importanza agli altri fattori. Certo l’immunoma e’ l’attore principale dello spartito ma, come gia’ detto, miriadi di fattori concorrono ad innescare il processo infiammatorio ed a mantenerlo come avviene quando l’infiammazione diventa cronica.
Tutta questa complessita’ di cause ci spiega come le malattie non sianoen tita’ nosologiche definite ma che rappresentino variazioni cosi’ diverse dal modello principale che richiedono ulteriori classificazioni.

Il vecchio concetto che non esiste la malattia ma il singolo individuo malato, utilizzato in passato per spiegare le diverse individuali risposte
psicologiche alla malattia, oggi si deve impiegare anche perche’ dal punto di vista patogenetico non esiste un malato identico all’altro. Non solo i fattori causali delle patologie, ma anche i meccanismi attraverso i quali le malattie possono o non possono svilupparsi, sono per nulla, o solo in parte, conosciuti o supposti.

Il connectoma e’ una linea di ricerca che ha lo scopo di individuare le
correlazioni tra i componenti delle strutture biologiche, come ad esempio i neuroni, ma anche i legami che hanno i fattori genetici ed ambientali con le malattie. Per riuscire a connettere i diversi fattori ed a identificarne l’eventuale ruolo nel causare le malattie, abbiamo due problemi essenziali: il primo e’ la definizione del modello di malattia che, vista la numerosita’ delle cause e concause, e’ piu’ un insieme di processi patologici che hanno similarita’ fra di loro, piu’ che un modello ben definito.

Il secondo problema, sino ad ora, e’ stata la limitatezza della statistica, inadeguata ad affrontare fenomeni cosi’ complessi. Come inadeguati erano l’hardware ed i software per eseguire calcoli enormemente complessi. Nel capitolo successivo vedremo come questi problemi potrebbero esser oggi meglio affrontati .

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