Gli scienziati setacciano l'Amazzonia alla ricerca della prossima pandemia

Infettivologia | Redazione DottNet | 30/04/2021 13:48

Circa il 12% delle 1.400 specie di pipistrelli del mondo, note per ospitare una gamma sconcertante di virus, attraversa la foresta amazzonica

Quando Marcelo Gordo apre la borsa frigo per il picnic, la puzza è soffocante. Tre scimmie tamarin pezzate morte, i loro cappotti color crema e caramello visibili attraverso l'involucro di plastica, sono raggomitolati all'interno. Gordo, un biologo dell'Università federale di Amazonas, Manaus, spiega che uno studente ha accidentalmente scollegato il congelatore dove aveva conservato le scimmie, che erano state uccise per strada e che gli erano state date dai funzionari della città. Nonostante il decadimento, vale la pena indagare.

All'interno della spartana sala necroscopica di una scuola veterinaria qui, la veterinaria Alessandra Nava e due studenti laureati indossano occhiali, maschere N95 e guanti di nitrile blu e iniziano a tagliare pezzetti di tessuto e raccogliere fluidi corporei dalle scimmie. Imballano i campioni in fiale per essere trasportati alla Fiocruz Amazônia Biobank, una raccolta di ricerca sui patogeni che Nava aiuta a supervisionare presso l'ufficio regionale amazzonico della Fondazione Oswaldo Cruz, una filiale del Ministero della Salute brasiliano più comunemente noto come Fiocruz. Lì, lei e altri testeranno i campioni per vermi parassiti, virus e altri agenti infettivi.

Nava ei suoi colleghi sono in prima linea nella ricerca di malattie animali che potrebbero estendersi e infettare gli esseri umani e forse causare la prossima pandemia. Nuove malattie possono provenire da qualsiasi luogo: la sindrome respiratoria acuta grave e il COVID-19 hanno entrambi avuto origine in Cina, ad esempio. Un'altra recente malattia da coronavirus, la sindrome respiratoria del Medio Oriente, è stata trovata per la prima volta in Arabia Saudita. Ma molti ricercatori sospettano che le foreste pluviali tropicali, con la loro incredibile biodiversità, siano la culla più probabile di nuovi pericolosi agenti patogeni.

Quando le popolazioni umane invadono le foreste pluviali, il rischio di spillover sale alle stelle. Manaus, Brasile, una città di 2,2 milioni di persone nella foresta pluviale amazzonica, è proprio un posto del genere. La giungla che si estende per centinaia di chilometri in ogni direzione ha a lungo minacciato gli abitanti di infezioni che circolano nella fauna selvatica. Circa il 12% delle 1.400 specie di pipistrelli del mondo, note per ospitare una gamma sconcertante di virus, attraversa la foresta amazzonica. Anche le sue scimmie e roditori portano molte potenziali minacce.

La crescita urbana, l'espansione dell'autostrada, la costruzione di dighe idroelettriche, l'estrazione dell'oro e la deforestazione per gli allevamenti di bestiame e le piccole fattorie erodono la giungla e portano l'uomo e la fauna selvatica in un contatto sempre più stretto. In Brasile, le politiche pro-business del presidente Jair Bolsonaro hanno solo aumentato quel rischio. Monitorando le popolazioni animali locali e i pazienti umani, i ricercatori di Fiocruz sperano di scongiurare le zoonosi, malattie che passano dagli animali all'uomo, prima che vadano fuori controllo. Il loro lavoro sottolinea l'importanza di frenare le attività umane che aumentano il rischio di ricadute. Potrebbe anche guidare la sorveglianza per malattie nuove e rare negli ospedali, il che consentirebbe agli operatori sanitari di rispondere rapidamente se un agente patogeno della foresta pluviale diventasse una minaccia più ampia.

Ironia della sorte, il lavoro di Fiocruz è stato ostacolato da una di queste malattie. Manaus ha sperimentato due brutali ondate di COVID-19, una malattia che si pensa abbia avuto origine nei pipistrelli. Il bilancio cumulativo delle vittime della città, circa 9000, è tra i più alti al mondo pro capite. Il team di Nava non ha catturato animali nei siti sul campo da un anno, in parte per la preoccupazione che i ricercatori stessi potessero infettare animali selvatici con il coronavirus. E i laboratori di Fiocruz Amazônia che elaborano i suoi campioni sono stati requisiti per la ricerca sul coronavirus.

Per Felipe Naveca, vicedirettore ricerca e innovazione del laboratorio, lo sconvolgimento è stato personale oltre che professionale. COVID-19 ha ucciso suo padre e potrebbe aver contribuito alla morte di sua nonna. In laboratorio, Naveca ha condotto uno dei primi studi genetici della nuova variante di coronavirus P.1 emersa da Manaus e risulta essere particolarmente pericolosa perché più trasmissibile ed elude l'immunità. È orgoglioso che il suo team abbia elaborato 18.000 test COVID-19 per le autorità sanitarie locali. "Aiutare a salvare la vita di qualcuno è stato molto più gratificante che pubblicare un articolo scientifico", dice. Ma come i suoi colleghi, Naveca è ansioso di tornare alla missione principale del laboratorio. "Dobbiamo continuare a cercare quelle minacce emergenti."

L'UFFICIO  di Fiocruz Amazônia occupa un ex hotel militare nel centro di Manaus, incastonato tra una piccola chiesa e un grattacielo condominiale di lusso. Diverse stanze con congelatori e frigoriferi che ronzano dolcemente ospitano la biobanca: una raccolta di feci, sangue e altri tessuti e fluidi da oltre 100 animali della foresta pluviale. Sono rappresentate quaranta specie; la maggior parte sono scimmie, pipistrelli e roditori, i mammiferi ritenuti più propensi a trasmettere malattie alle persone. Altre collezioni nell'edificio includono insetti che tormentano questi animali e potrebbero servire come vettori per traghettare agenti patogeni all'uomo.

La Fiocruz Amazônia Biobank è stata in parte modellata sul programma di allarme preventivo PREDICT da 200 milioni di dollari. Lanciato nel 2009 dall'Agenzia statunitense per lo sviluppo internazionale, PREDICT ha identificato quasi 1000 virus animali precedentemente sconosciuti con potenziale zoonotico prima che l'amministrazione Trump lo annullasse nel 2020. Mentre PREDICT era globale, Nava ei suoi colleghi svolgono lo stesso tipo di lavoro a livello regionale . Stanno cercando serbatoi animali di malattie virali e parassitarie note, tra cui oscure febbri virali e filariosi, un'infezione da vermi parassiti che può causare l'orribile sindrome deturpante dell'elefantiasi. Stanno anche usando sequenziatori di DNA per setacciare campioni di animali alla ricerca di agenti patogeni che devono ancora emergere.

"Quello che stanno facendo è brillante e importante", afferma Andrew Dobson, biologo della Princeton University che studia l'ecologia delle malattie della fauna selvatica. "Mostra che anche nei paesi con risorse limitate e un atteggiamento governativo molto negativo nei confronti della scienza, è possibile impostare uno schema di monitoraggio per nuovi virus".

Il cacciatore di malattie veterano Dennis Carroll, che ha fondato e gestito PREDICT, è d'accordo. "L'Amazzonia è una delle regioni del mondo più ricche ed ecologicamente diversificate", aggiunge. "Quindi ottenere informazioni su quella regione è davvero importante."

Una fotografia in bianco e nero in un foyer al secondo piano di Fiocruz Amazônia raffigura un'ispirazione per questo lavoro: il leggendario medico brasiliano e investigatore della malattia, Carlos Chagas. Vestito per una spedizione in abito bianco e stivali alti fino al ginocchio, Chagas si trova in una canoa circondato dai suoi rematori. Nel 1909, Chagas scoprì la causa della malattia che ora porta il suo nome. Usando un semplice microscopio, ha identificato il colpevole come un protozoo (ora chiamato  Trypanosoma cruzi ) e ha dimostrato che viene trasmesso dal morso di insetti triatomini, spesso chiamati insetti bacianti. La malattia di Chagas, i cui sintomi vanno dalla febbre allo scompenso cardiaco decenni dopo, uccide ancora centinaia di migliaia di persone all'anno in America Latina.

Naveca sta svolgendo un lavoro investigativo simile con gli strumenti più sofisticati della genetica moderna. Un patogeno che lo preoccupa è il virus Oropouche poco studiato, diffuso principalmente da una specie di moscerino,  Culicoides paraensis . Oropouche, che causa febbre, mal di testa e dolori articolari, ha provocato almeno 30 focolai e ammalato più di 500.000 persone da quando è stato identificato per la prima volta nel 1955. La sua gamma si è gradualmente ampliata fino a includere Panama, sei paesi sudamericani e Trinidad e Tobago , dove è apparso per la prima volta. Il moscerino stesso, tuttavia, vive fino al nord degli Stati Uniti, dove esso e gli insetti correlati sono chiamati no-see-um, suggerendo che il virus potrebbe diffondersi oltre il Sud America. La zanzara della casa meridionale ( Culex quinquefasciatus), portatore dei virus dell'encefalite del Nilo occidentale e di Saint Louis, può anche trasmettere Oropouche, anche se non in modo molto efficiente, e la sua estensione in tutti i tropici aumenta la possibilità di epidemie di Oropouche in Africa, Asia sud-orientale e Australia.

Naveca ei suoi colleghi sperano di scoprire quale animale o animali sono i principali serbatoi naturali di questo virus. Ci sono molti candidati: Oropouche è stato identificato in bradipi, uistitì, fringuelli e molti altri uccelli e mammiferi. Il team ha recentemente riferito di aver utilizzato la reazione a catena della polimerasi per identificare il materiale genetico del virus nelle urine e nella saliva, al contrario del sangue, che potrebbe rendere più facile la caccia al suo serbatoio animale e aiutare la diagnosi nei pazienti.

Naveca è anche preoccupato per un altro virus poco studiato che si sta rapidamente espandendo in Sud America: il virus Mayaro, che causa sintomi simili a quelli dell'influenza, rendendo difficile distinguere dalle malattie tropicali più comuni come la chikungunya e la febbre dengue. Come con Oropouche, spera di individuare i serbatoi naturali del virus e di indagare se i casi di esso non vengono diagnosticati.

Mayaro è un probabile candidato per la prossima epidemia su larga scala di un virus animale in Brasile e oltre, avvertono Naveca e altri scienziati. Il suo vettore primario, la zanzara  Haemagogus janthinomys , è un abitante della foresta limitato all'America centrale e al Sud America settentrionale, ma esperimenti di laboratorio mostrano la zanzara della febbre gialla ( Aedes aegypti ) e la zanzara tigre asiatica ( A. albopictus ), due specie ampiamente distribuite in aree tropicali e subtropicali - possono anche trasmettere la malattia. A. aegypti  è particolarmente ben adattato all'allevamento nelle città.

Per Naveca, il virus Zika è un caso di studio sul valore del monitoraggio di patogeni oscuri. Identificato per la prima volta in Africa nel 1947, dove fuoriesce dalle scimmie, circolò in gran parte inosservato e con poche vittime per decenni. Poi, ha causato un'epidemia in Oceania nel 2013 e, 18 mesi dopo, una massiccia epidemia in America Latina. I ricercatori hanno scoperto improvvisamente una conseguenza inquietante della malattia: microcefalia e altri difetti alla nascita nei bambini nati da madri infette. "Zika era un virus a cui nessuno prestava attenzione fino a 10 anni fa", dice Naveca. "Possiamo combattere meglio i nemici che conosciamo meglio."

Naveca ora spera di portare avanti la tradizione di caccia alle malattie di Chagas con un accordo che sta negoziando per procurarsi una barca a fondo piatto di 25 metri che è stata attrezzata per essere un laboratorio galleggiante. La conservazione di campioni umani e animali deperibili in siti di campo remoti è stato un ostacolo critico e la nave avrebbe portato il laboratorio ai materiali biologici, piuttosto che il contrario. Naveca spera di unirsi al suo viaggio inaugurale di ricerca, possibilmente entro la fine dell'anno, nei remoti villaggi dell'Amazzonia, dove lui e i suoi colleghi hanno in programma di intrappolare pipistrelli, roditori, primati e insetti, e riportare un tesoro di esemplari a Fiocruz Amazônia.

ANCHE A MANAUS ci sono molte opportunità per il lavoro sul campo. Quando Science ha visitato l'anno scorso, Gordo aveva allestito un laboratorio improvvisato all'interno di un'aula al Sumaúma State Park, un minuscolo pezzo di foresta pluviale incontaminata nel centro della città, incuneato tra un'autostrada trafficata e un centro commerciale di lusso. Usando gabbie innescate con banane mature, lui ei suoi assistenti hanno intrappolato nove tamarini pied e hanno iniettato loro un sedativo, quindi hanno tamponato le cavità orali e anali, hanno tagliato le ciocche di capelli e hanno prelevato sangue. Poi hanno liberato gli animali. È un lavoro strano e talvolta pericoloso. Le scimmie hanno morso e starnutito su Gordo, e durante questo viaggio una siringa si è rotta mentre premeva lo stantuffo, spruzzando sangue di scimmia sulla sua visiera. Dice che sua moglie si lamenta quando nasconde carcasse di scimmie nel loro frigorifero di casa.

I tamarini pezzati dalla faccia di Yoda di Manaus vivono in tutta la città. Come gli scoiattoli ei procioni nordamericani, non rispettano i confini delle proprietà e fanno dei giardini urbani le loro dispense e campi da gioco. Finora non ci sono prove che le scimmie urbane di Manaus rappresentino una minaccia per la salute umana e Gordo, preoccupato per "uccisioni irragionevoli o deforestazione", è riluttante a discutere questa possibilità. Ma lui e altri stanno studiando se le scimmie portino parassiti, come i nematodi che causano la filariosi, o virus come Zika e chikungunya.

Per Gordo, una preoccupazione uguale è il ritorno di fiamma: le infezioni passate dagli esseri umani alla fauna selvatica. Zika, ad esempio, sembra aver viaggiato dagli umani alle scimmie selvatiche durante l'epidemia in Brasile. I timori che il virus potesse danneggiare la fauna selvatica sono sorti quando i ricercatori hanno dimostrato che una scimmia incinta originaria del Brasile ha avuto un aborto spontaneo dopo essere stata esposta a Zika. Il feto aveva difetti alla nascita simili a quelli osservati negli esseri umani.

Finora, Gordo non ha trovato il virus nelle scimmie di Manaus, ma potrebbero essere a rischio: uno studio di cui è coautore l'anno scorso ha scoperto zanzare di due specie che si pensa portino Zika,  Haemagogus janthinomys  e  Sabethes chloropterus , sia negli habitat delle scimmie che in quelli umani. in una riserva forestale ai margini della città. I tamarini pezzati sono già in pericolo di estinzione, non si trovano da nessun'altra parte se non dentro e intorno a Manaus. Si prevede che la loro popolazione diminuirà dell'80% entro i prossimi 16 anni. Un'epidemia di virus potrebbe spingerli oltre il limite.

Anche gli esseri umani sono a rischio di ricadute. In Europa e negli Stati Uniti, gli scienziati si preoccupano delle epidemie di COVID-19 negli allevamenti di visoni, ad esempio, perché tali eventi danno al virus maggiori opportunità di evolversi e tornare nelle persone. Allo stesso modo, le popolazioni di primati infettate da Zika potrebbero riaccendere le epidemie umane. Questo è successo con la febbre gialla: portato in Sud America secoli fa con la tratta degli schiavi, il virus è stato impossibile da eliminare dal Brasile perché si è affermato nelle popolazioni di scimmie selvatiche, che occasionalmente lo trasmettono alle persone.

Dopo aver intrappolato scimmie per un giorno nel parco di Sumaúma, Gordo tornò a casa e allattò artificialmente un bradipo dalla gola pallida solo leggermente più grande delle sue mani a coppa. Un amico l'aveva trovato incustodito per terra in un frammento di foresta non lontano dalla sua sede universitaria. Nonostante tutto quello che ha imparato sulle malattie zoonotiche, Gordo ha detto che "non era troppo preoccupato". Il cucciolo di bradipo sembrava sano. Ma diverse settimane dopo si ammalò e morì, forse di polmonite.

NAVA RITIENE CHE  il lavoro del centro di Fiocruz stia diventando sempre più urgente con il cambiamento dei modelli di utilizzo del suolo in Amazzonia. La deforestazione è aumentata vertiginosamente da quando Bolsonaro è salito al potere nel 2019, trasformando l'habitat in modi che potrebbero rendere ospiti e vettori virali più pericolosi e aumentando la probabilità di spillover.

Nel 2016, lei e colleghi hanno riferito che il 9% dei pipistrelli nelle piccole radure intorno agli insediamenti nella foresta atlantica costiera del Brasile aveva infezioni attive di uno o più dei 16 virus, inclusi coronavirus e hantavirus. Nelle foreste vicine meno disturbate, meno della metà dei pipistrelli è stata infettata e con solo sei virus diversi. I risultati si adattano a un'ipotesi ampiamente dibattuta nota come effetto di diluizione, secondo la quale nelle foreste con maggiore biodiversità, zanzare e altri vettori hanno più bersagli e finiscono per mordere animali non in grado di incubare un dato virus, rallentandone così la diffusione. Ridurre la biodiversità liberando la terra può fare il contrario e spinge anche gli esseri umani a essere più vicini alla fauna selvatica. I pipistrelli sono una preoccupazione particolare, dice Nava, perché spesso si appollaiano negli edifici.

Tutto sottolinea la necessità di smettere di distruggere la foresta pluviale, dice - anche se riconosce che è improbabile che le politiche del Brasile cambino sotto Bolsonaro, che ha quasi 2 anni rimasti nel suo mandato. Nel frattempo, dice Nava, i combattenti contro le malattie devono continuare a monitorare la giungla per le malattie pericolose. "Non abbiamo il potere di ridurre la deforestazione", dice. Ma, aggiunge, "Abbiamo il potere di cercare nuovi virus".

 

 

 

fonte: Science

 

 

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