Nature: ricostruita l’origine e la diffusione della malaria

Roma –  Ricostruiti gli antichi genomi dei due parassiti più letali della malaria, il Plasmodium vivax e il Plasmodium falciparum. A compiere l’impresa, descritta su Nature, una squadra internazionale di ricercatori. La malaria, una delle malattie infettive più letali al mondo, è causata da diverse specie di parassiti unicellulari che vengono trasmessi attraverso la puntura di zanzare Anopheles infette. Nonostante i grandi sforzi di controllo e di eradicazione, quasi la metà della popolazione mondiale vive ancora in regioni in cui è a rischio di contrarre la malaria e l’Organizzazione Mondiale della Sanità stima che la malaria causi ogni anno circa 250 milioni di infezioni e più di 600.000 morti. Al di là di questo enorme impatto moderno, la malaria ha plasmato fortemente la storia evolutiva umana. “Sebbene oggi sia in gran parte una malattia tropicale, solo un secolo fa il raggio d’azione dell’agente patogeno copriva metà della superficie terrestre del mondo, comprese parti degli Stati Uniti settentrionali, del Canada meridionale, della Scandinavia e della Siberia”, ha spiegato Megan Michel, ricercatrice di dottorato presso il Centro di ricerca Max Planck-Harvard per la collaborazione di ricerca tra l’Istituto Max Planck per l’antropologia evolutiva, MPI-EVA, e l’Iniziativa per la scienza del passato umano dell’Università di Harvard. “L’eredità della malaria è scritta nel nostro stesso genoma: si pensa che le varianti genetiche responsabili di devastanti disturbi del sangue come la malattia falciforme persistano nelle popolazioni umane perché conferiscono una parziale resistenza all’infezione malarica”, ha continuato Michel, che è anche autrice principale. Nonostante questo impatto evolutivo, le origini e la diffusione delle due specie più letali di parassiti della malaria, Plasmodium falciparum e Plasmodium vivax, rimangono avvolte nel mistero. Le infezioni da malaria non lasciano tracce visibili nei resti scheletrici umani e gli scarsi riferimenti nei testi storici possono essere difficili da decifrare. Tuttavia, i recenti progressi nel campo del DNA antico hanno rivelato che i denti umani possono conservare tracce di agenti patogeni presenti nel sangue di una persona al momento della morte, offrendo l’opportunità di studiare malattie normalmente invisibili nei documenti archeologici. Per esplorare l’enigmatica storia della malaria, un gruppo internazionale di ricercatori, in rappresentanza di 80 istituzioni e 21 Paesi, ha ricostruito i dati relativi all’antico genoma del Plasmodium di 36 individui infettati dalla malaria in un arco di tempo di 5.500 anni di storia umana nei cinque continenti. Questi antichi casi di malaria offrono un’opportunità senza precedenti per ricostruire la diffusione mondiale della malaria e il suo impatto storico su scala globale, regionale e persino individuale. La malaria è oggi endemica nelle regioni tropicali delle Americhe e gli scienziati hanno a lungo discusso se P. vivax, una specie di malaria adattata a sopravvivere in climi temperati, possa essere arrivata attraverso lo Stretto di Bering con il popolamento del continente o abbia viaggiato sulla scia della colonizzazione europea. Per seguire il viaggio dei parassiti nelle Americhe, la squadra di scienziati ha analizzato il DNA antico di un individuo infetto da malaria della Laguna de los Cóndores, un sito ad alta quota situato nelle remote foreste nuvolose delle Ande peruviane orientali. L’analisi genomica ha rivelato una notevole somiglianza tra il ceppo di P. vivax di Laguna de los Cóndores e l’antico P. vivax europeo, suggerendo che i colonizzatori europei abbiano diffuso questa specie nelle Americhe entro il primo secolo circa dal contatto. “Amplificate dagli effetti delle guerre, della riduzione in schiavitù e dello spostamento delle popolazioni, le malattie infettive, tra cui la malaria, hanno devastato le popolazioni indigene delle Americhe durante il periodo coloniale, con tassi di mortalità che hanno raggiunto il 90% in alcuni luoghi”, ha affermato Evelyn Guevara, ricercatrice post-dottorato presso l’Università di Helsinki e il MPI-EVA e coautrice. La squadra di ricerca ha anche scoperto legami genetici tra il ceppo di Laguna de los Cóndores e le moderne popolazioni peruviane di P. vivax, circa 400 e 500 anni dopo. “Oltre a dimostrare che la malaria si è diffusa rapidamente in quella che oggi è una regione relativamente remota, i nostri dati suggeriscono che l’agente patogeno vi ha prosperato, stabilendo un focolaio endemico e dando origine a parassiti che ancora oggi infettano le persone in Perù”, ha sottolineato Eirini Skourtanioti, ricercatrice post-dottorato presso il MPI-EVA e il MHAAM e coautrice del lavoro. Mentre il ruolo del colonialismo nella diffusione della malaria è evidente nelle Americhe, il gruppo di ricerca ha scoperto attività militari che hanno plasmato la diffusione regionale della malaria dall’altra parte dell’Atlantico. Il cimitero della cattedrale gotica di St. Rombout a Mechelen, in Belgio, era adiacente al primo ospedale militare permanente tra il 1567 e il 1715 d.C., della prima Europa moderna. Il DNA umano antico e quello dell’agente patogeno hanno identificato casi locali di P. vivax tra la popolazione generale sepolta prima della costruzione dell’ospedale militare, mentre gli individui sepolti dopo la sua costruzione includevano casi della più virulenta malaria da P. falciparum. “L’aspetto più interessante è che abbiamo osservato un maggior numero di casi di malaria in individui maschi non locali del periodo dell’ospedale militare”, ha spiegato Federica Pierini, ricercatrice post-dottorato presso il MPI-EVA e coautrice del lavoro. “Abbiamo anche identificato diversi individui infettati da P. falciparum, una specie che prosperava nei climi mediterranei prima dell’eradicazione ma che non si pensava fosse endemica a nord delle Alpi durante questo periodo”, ha aggiunto Pierini. Questi casi virulenti sono stati riscontrati in individui maschi non locali di diverse origini mediterranee, che probabilmente erano soldati reclutati dall’Italia settentrionale, dalla Spagna e da altre regioni mediterranee per combattere nell’esercito asburgico delle Fiandre durante la Guerra degli 80 anni. “Scopriamo che i movimenti di truppe su larga scala hanno svolto un ruolo importante nella diffusione della malaria durante questo periodo, simile ai casi di cosiddetta malaria aeroportuale nell’Europa temperata di oggi”, spiega Alexander Herbig, Group Leader di Computational Pathogenomics presso l’MPI-EVA. “Nel nostro mondo globalizzato, i viaggiatori infetti riportano i parassiti del Plasmodium in regioni in cui la malaria è ormai debellata e le zanzare in grado di trasmettere questi parassiti possono persino portare a casi di trasmissione locale in corso”, ha evidenziato Herbig. “Sebbene il panorama delle infezioni da malaria in Europa sia molto diverso oggi rispetto a 500 anni fa, vediamo dei parallelismi nei modi in cui la mobilità umana modella il rischio di malaria”, ha continuato Herbig. Oggi l’esperienza umana della malaria è a un bivio. Grazie ai progressi nel controllo delle zanzare e alle campagne di salute pubblica concertate, negli anni 2010 i decessi per malaria hanno raggiunto il minimo storico. Tuttavia, l’emergere di parassiti resistenti ai farmaci antimalarici e di vettori resistenti agli insetticidi minaccia di annullare decenni di progressi, mentre il cambiamento climatico e la distruzione dell’ambiente stanno rendendo nuove regioni vulnerabili alle specie di vettori della malaria. La squadra di scienziati spera che il DNA antico possa fornire un ulteriore strumento per comprendere e persino combattere questa minaccia per la salute pubblica. “Per la prima volta, siamo in grado di esplorare l’antica diversità dei parassiti di regioni come l’Europa, dove la malaria è ormai debellata”, ha evidenziato Johannes Krause, direttore dell’Archeogenetica dell’Istituto Max Planck per l’Antropologia evolutiva. “Vediamo come la mobilità e lo spostamento delle popolazioni abbiano diffuso la malaria in passato, così come la moderna globalizzazione rende i Paesi e le regioni liberi dalla malaria vulnerabili alla reintroduzione oggi”, ha precisato Krause, che è anche autore dello studio. “Speriamo che lo studio di malattie antiche come la malaria fornisca una nuova finestra sulla comprensione di questi organismi che continuano a plasmare il mondo in cui viviamo oggi”, ha concluso Krause. (30Science.com)