Minacce in evoluzione: alla ricerca di nuove infezioni zoonotiche Understand article

Tradotto da Erica Valentini. Nella foresta Africana Fabian Leendertz e il suo gruppo cercano nuovi agenti infettivi che possono essere trasmessi dagli animali all’uomo. Uno di loro potrebbe causare la prossima pandemia?

Lo stile di vita moderno,che permette di viaggiare intorno al mondo in pochi giorni, ha reso più facile la diffusione di malattie infettive. I patogeni che recentemente sono stati trasmessi dagli animali all’uomo possono essere particolarmente pericolosi perché sono nuovi per il nostro sistema immunitario.

Fabian Leendertz, dell’istituto Robert Kochw1 di Berlino, Germania, in Africa studia microbi sconosciuti fino a poco tempo prima, sperando di prevenire la diffusione di una nuova zoonosi.

Ai mercati della carne di
animali selvatici, animali
selvatici vivi possono essere
comprati come cibo. Questo
è uno dei modi in cui le
infezioni zoonotiche si
possono diffondere.

Per gentile concessione di
Fabian Leendertz

La parola zoonosi deriva dalle parole greche zoon(animale) e nosos (malattia), descrive una malattia infettiva che può essere trasmessa tra animali e esseri umani. Due esempi conosciuti sono la rabbia e la peste bubbonica, entrambe possono essere mortali per l’uomo. Mentre un’epidemia colpisce una certa parte della popolazione, una pandemia è un’infezione che si diffonde in più continenti o nel mondo intero.

É significativo che tutte le recenti pandemie siano state causate da patogeni animali che si sono recentemente evoluti per espandersi in nuovi ospiti. Il virus dell’immunodeficienza umana (HIV) si è originato in scimpanzé o gorilla, nel 2003 l’esplosione della sindrome di respirazione acuta (SARS) è stata causata da un coronavirus aviario, e nel 2009 la pandemia della febbre suina proveniva da- beh, potete immaginarlo.

Come succede che queste infezioni diventino un così grave pericolo globale? “La maggior parte dei patogeni umani provengono da qualche altra specie nel regno animale” spiega Fabian, ma questa non è una spiegazione sufficiente. In ogni caso, “Oggi, è molto più semplice per un patogeno diffondersi tra i paesi. Quello che nel passato poteva causare solo un piccolo incidente oggi può trasformarsi velocemente in una diffusione mondiale.” I nostri più comuni spostamenti non sono l’unica causa: “Poiché le aree abitate dall’uomo crescono e l’uomo penetra in territori sempre più remoti, si incontrano nuovi patogeni. Il cambiamento dell’ecosistema locale porta all’eliminazione di alcune specie e ne favorisce altre, alcune delle quali potrebbero essere portatrici di microbi zoonici.”

Il virus dell’ebola, per esempio, era stato trasmesso dalla scimmia all’uomo, presumibilmente dal consumo di ‘carne di animali selvatici’: gli animali selvatici come pipistrelli della frutta o scimmie vengono cacciati per essere mangiati. Spesso vengono macellati senza guanti. Se questi animali sono portatori di un’infezione, questa può facilmente diffondersi alle persone che li hanno cacciati, macellati o mangiati. In alcune parti dell’Africa, gli animali selvatici sono un’importante risorsa di cibo, e la rapida crescita della popolazione ha stimolato il commercio della carne di animali selvatici. La ricerca di Fabian si concentra su questo metodo di trasmissione delle malattie.

Monitorando la salute dei nostri parenti

Sul campo, i ricercatori
indossano tute di protezione
contro il rischio biologico
quando estraggono i
campioni, per proteggersi dai
pericolosi microrganismi

Per gentile concessione di
Fabian Leendertz

I primati includono non solo esseri umani, ma anche lemuri, scimmie e i nostri parenti più stretti: le grandi scimmie, come scimpanzé e gorilla. Ogni virus o batterio in grado di infettare i nostri parenti primati potrebbe essere anche pericoloso per noi. Allo scopo di identificare nuovi agenti infettivi in grado di saltare la barriera della specie i ricercatori tedeschi hanno unito le forze con scienziati del comportamento nella Costa d’Avorio, Africa dell’ovest, nello studio delle grandi scimmie. Loro collaborano all’interno dell’Unità di Monitoraggio della Salute delle Grandi Scimmiew2, un istituto che dà spazio a scienziati da tutto il mondo che vogliono ottenere dei campioni dalle scimmie selvatiche. Ogni volta che una delle scimmie sotto osservazione si ammala o muore, la squadra raccoglie campioni di sangue, feci e urine da spedire a Fabian e il suo gruppo a Berlino. Se la scimmia muore, uno dei veterinari effettua l’autopsia sul posto.

Identificando il patogeno responsabile

Quando i campioni arrivano nel laboratorio di Fabian a Berlino, lui e i suoi collaboratori provano a capire quale patogeno è la causa dell’infezione– e se è già conosciuto. Diversi test di laboratorio possono svelare l’identità del microbo, dalla sequenza del genoma a l’identificazione di caratteristiche molecole di superficie.

Una di queste tecniche, la reazione a catena della polimerasi (PCR), moltiplica le sequenze di DNA rendendone più facile l’identificazione. Fabian ricerca quelle regioni che sono proprie di certi microrganismi. Se una di queste sequenze specifiche è presente nel campione, il patogeno può essere identificato come appartenente a una determinata famiglia batterica o virale.

Testando diversi tipi di campioni – sangue, feci o urina- gli scienziati possono ricercare specifici tipi di patologie, per esempio quelle causate da patogeni respiratori, intestinali o sistemici.

Se il patogeno è un microrganismo sconosciuto, “proviamo a fare una coltura e isolare l’intero genoma per sequenziarlo. Poi presentiamo il microbo appena scoperto al mondo scientifico,” spiega Fabian.

Può infettarci?

la peste fu identificata nei
ratti del porto di New
Orleans nel 1914, causando
una grande opera di
disinfestazione dai ratti.
Questi tre uomini
esaminano gli effetti della
malattia sui ratti.

Immagine di pubblico dominio
/ Wikimedia Commons

Il microbo appena scoperto infetta solo le scimmie o può essere trasmesso all’uomo? Se le persone si infettassero, diventerebbero malate? Potrebbero trasmettere la patologia a altri essere umani? Per rispondere a queste domande, gli scienziati tedeschi sono andati in Africa e hanno raccolto campioni dalle persone che vivono in prossimità del luogo in cui il virus è stato identificato; queste persone non sono necessariamente malate, tuttavia potrebbero avere degli anticorpi nel sangue a indicare un’infezione passata. Gli scienziati lavorano anche con medici locali che inviano i loro campioni in Germania.

Distribuzione di mascherine
di protezione a Città del
Messico durante la pandemia
di influenza del 200

Per gentile concessione di
kalitemarketing.com

Se il microbo viene identificato nei campioni umani, potrebbe essere stato acquisito direttamente dalle scimmie o da un altro ospite. Per determinare se potrebbe essere causa di un’epidemia o anche di una pandemia, i ricercatori provano a scoprire se è possibile la trasmissione da persona a persona. Questo è un lavoro difficile perché comporta l’intervistare molti abitanti del villaggio. Hanno avuto contatti con scimmie o con persone malate? Dove e come? Usando questi dati, i ricercatori sperano alla fine di identificare la causa e il mezzo di trasmissione del patogeno appena scoperto.

Se si prova che il patogeno è pericoloso, le autorità locali vengono informate e si incaricano delle misure d’emergenza. Le persone malate vengono messe in quarantena, dottori e infermieri vengono richiamati nella zona dell’infezione, i mercati di animali selvatici e il trasporto pubblico potrebbero essere temporaneamente sospesi.

Gli stessi ricercatori devono fare attenzione. “Portiamo con noi un laboratorio mobile in miniatura con il quale possiamo istantaneamente testare le specie più pericolose come il virus dell’Ebola,” spiega Fabian. Finché non è chiaro con che microbo hanno a che fare, si proteggono con tute contro il rischio biologico.

La prospettiva

È stato provato che questa strategia di ricerca è efficace: negli ultimi anni, il gruppo ha scoperto il motivo per cui gli scimpanzé selvatici iniziavano a morire di antrace (Leendertz et al., 2004). Fabian e i suoi colleghi hanno scoperto che un batterio del suolo (Bacillus cereus), fino ad allora innocuo, aveva acquisito –da un vicino batterio patogeno (Bacillus antraci)- l’informazione genetica per produrre la pericolosa tossina antrace. La linea batterica che si è evoluta da quel trasferimento genico (Bacillus cereus antraci) può vivere nel terreno ed è altamente virulenta, per questo è diventata una minaccia letale per gli scimpanzé. Il prossimo step sarà testare se questa specifica linea batterica si è diffusa anche nella popolazione umana e, se così fosse, in che modo l’uomo può essere protetto, per esempio, tramite vaccinazione.

Download

Download this article as a PDF

References

Web References

 

Resources

 

Author(s)

Julia Heymann ha studiato biologia e ha fatto il suo dottorato studiando batteri infettivi all’Istituto Max Planck per le Infezioni Biologiche a Berlino, Germania, prima di fare un post-dottorato all’istituto Robert Koch di Berlino. Ha anche una laurea in giornalismo e attualmente lavora come scrittrice per Spektrum der Wissenschaft.


Review

Questo esauriente e chiaro articolo riguardo la ricerca di infezioni zoonotiche può essere usato nelle lezioni di biologia per affrontare gli argomenti dell’evoluzione, della salute, degli ecosistemi o dei cambiamenti climatici. Domande adatte per la comprensione e l’approfondimento possono essere:

  1. Perché le infezioni zoonotiche sono così pericolose?
  2. Come potrebbero i cambiamenti climatici causare più infezioni zoonotiche nel prossimo futuro?
  3. Cosa potrebbero fare i governi per prevenire nuove pandemie?
  4. Quali sono i test che permettono agli scienziati di determinare se un individuo è stato infettato da una zoonosi?
  5. Le autorità come dovrebbero gestire l’emergenza di una pandemia causata da una zoonosi?

Questo articolo potrebbe anche essere usato per stimolare discussioni sulla storia delle malattie infettive; le interazioni degli organismi con il loro ambiente; e i recenti scandali legati alla sicurezza dei cibi. Iniziando dalle zoonosi conosciute menzionate nell’articolo, si potrebbe discutere delle conseguenze economiche, sociali e politiche delle recenti pandemie.


Panagiotis Stasinakis, 4th Lyceum of Zografou, Grecia



License

CC-BY-NC-ND