Matematica e big data per combattere il colera

Il Premio alla Ricerca dell’Università Ca’ Foscari Venezia va quest’anno al professor Enrico Bertuzzo, leader di un team internazionale che ha sviluppato un modello matematico in grado di fornire proiezioni sulla trasmissione del colera. La consegna durante la cerimonia d'inaugurazione del 149° anno accademico.

Testato sulle epidemie del 2000 in Sud Africa e del 2005 in Senegal, il modello è stato messo al servizio di Medici Senza Frontiere per valutare la migliore risposta al contagio scatenatosi ad Haiti a seguito dell’uragano Matthew, nell’ottobre scorso. Nel giro di poche settimane si sono registrati nell’isola oltre 11mila casi di sospetto contagio.

La ricerca ha dato risposte in tempo reale: l’Organizzazione Mondiale della Sanità ha potuto sfruttare gli scenari calcolati dal modello per orientare la campagna di vaccinazioni su un milione di haitiani. Proiezioni e dati verificati sull’epidemia sono stati messi a disposizione online da MSF per fornire informazioni aggiornate a chi interveniva sul campo.

Proprio in quei giorni, a ottobre 2016, il trentasettenne vicentino Enrico Bertuzzo prendeva servizio al Dipartimento di Scienze Ambientali, Informatica e Statistica di Ca’ Foscari come professore associato, proveniente dal politecnico EPFL di Losanna (Svizzera) dove per otto anni, da post-doc prima e ricercatore poi, ha sviluppato il modello con la collaborazione di microbiologi ed epidemiologi specializzati sul Vibrio cholerae e i suoi effetti.

Ingegnere ambientale con un dottorato in idrologia, Bertuzzo ha dedicato la sua attività di ricerca allo sviluppo del primo modello spaziale sulla diffusione del colera che tiene conto della distribuzione e del movimento delle persone e del trasporto idrologico.

Per seguire i movimenti dei senegalesi durante l’esplosione dell’epidemia nel 2005, infatti, ha incluso nel modello i dati sulla posizione di 150mila telefoni cellulari, pubblicati anonimi dall’operatore Orange per una Data for Development Challenge, scoprendo che il principale imputato del contagio era stato un raduno di milioni di pellegrini, i quali poi trasmisero la malattia nei propri villaggi d’origine. Lo studio è stato pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Il colera si diffonde attraverso l’acqua contaminata dal batterio, come scoprì il medico John Snow annotando su una mappa i luoghi dei decessi durante l’epidemia scoppiata a Londra nel 1854 e notando la corrispondenza con la posizione di fonti d’acqua contaminate. A oltre 160 anni di distanza, molto resta da comprendere sull’evoluzione delle epidemie, ma soprattutto su come prevenire e contenere i contagi, specialmente nei Paesi in via di sviluppo.

«Il batterio si può diffondere attraverso i fiumi dopo che le piogge dilavano le latrine - spiega Bertuzzo - però non basta studiare l’idrologia per comprendere l’epidemia. Abbiamo dimostrato come sia possibile e cruciale osservare gli spostamenti e gli assembramenti delle persone e includere queste informazioni nel modello. I big data telefonici sono uno strumento senza precedenti per calcolare in modo dettagliato dove si sta dirigendo la malattia e formulare la migliore strategia di risposta».

Enrico Costa