Il significato dello spillover – Quando i virus fanno il salto di specie


Per la prima volta nel 1976, in un piccolo villaggio nel nord della Repubblica democratica del Congo, il virus Ebola è passato dai gorilla agli uomini: aveva fatto un salto di specie. Uno spillover. Quali sono il significato e la portata di questo evento, letti alla luce dell’epidemia che lo stesso virus ha causato, sempre in Africa, nel 2014?

Nell’ultimo ventennio le malattie simili a Ebola sono state tante: Covid-19 nel 2019, Mers nel 2012, Sars nel 2002… Sono tutte causate da un patogeno invisibile fino ad allora.

Per capire cosa succede, dunque, è necessario chiarire il significato dello spillover, ovvero il salto di specie.

La “Malattia X”: attenti allo spillover

Sul sito dell’Organizzazione Mondiale della Sanità l’elenco di quelle a cui dare priorità in questo momento è lungo. L’ultimo punto della lista è riservato a una misteriosa “Malattia X”. Poco più sotto, un asterisco specifica che questa definizione rappresenta la consapevolezza che una grave epidemia potrebbe essere causata da un agente patogeno attualmente sconosciuto. Il salto di specie di un nuovo virus potrebbe essere dietro l’angolo.

Dove succederà? Quando? È possibile prevederlo? E prevenirlo?

Le epidemie – e le pandemie – non sono un fatto anomalo né raro nella storia dell’umanità, ma le cause sono accidentali. Lo spillover, però, non è spontaneo: come vedremo, si tratta di una conseguenza non voluta delle nostre azioni.

Spillover e zoonosi: il salto di specie dagli animali all’uomo

Nel 2012 David Quammen, scrittore e divulgatore scientifico americano, ha scritto un illuminante saggio dal titolo Spillover. Dopo circa cinquanta pagine di storia, tutta australiana, del virus Hendra, finalmente spiega il significato di spillover: “il momento in cui un patogeno passa da una specie ospite a un’altra.

È un evento ben localizzato nel tempo: lo spillover di Hendra è avvenuto quando è passato dai pipistrelli ai cavalli e da questi agli esseri umani, nel settembre 1994. Il salto di specie può avvenire anche tra specie animali non umane e finire lì, ma questa è un’altra storia…

Nel 1994 in Australia si è verificato uno spillover: dai pipistrelli ai cavalli e poi all'uomo

“Perché non mi lasciate pascolare in pace?” (Credits: Annie Spratt, Unsplash)

Le malattie umane di origine animale si chiamano zoonosi, vengono provocate da microrganismi (virus, batteri, funghi e altri meno conosciuti come i protisti e i prioni) e sono molto comuni. Circa il 60% delle malattie infettive dell’uomo oggi note erano infezioni animali e derivano dalla capacità di un patogeno di compiere questo salto di specie.

La peste è causata da un batterio che vive nelle pulci dei roditori. Il batterio dell’antrace arriva all’uomo tramite il bestiame. La febbre gialla è trasmessa da un virus con la puntura di certe specie di zanzare direttamente all’uomo o passando per le scimmie.

Anche l’Aids era, in origine, una malattia animale: il virus responsabile dell’epidemia ancora in atto è l’Hiv-1 (Human Immunodeficiency Virus 1) e deriva da un virus che causa l’immunodeficienza in alcune specie di scimmie – siglato Siv. Il salto di specie, lo spillover, è avvenuto all’inizio del secolo scorso nel Camerun sudorientale passando da uno scimpanzé a un essere umano.

I protagonisti del salto di specie

Come diceva Quammen, lo spillover è un evento ben localizzato nel tempo. Ma anche nello spazio. E dipende da numerosi fattori che dipendono a loro volta dai tre protagonisti di questa nostra storia: animale ospite, patogeno ed essere umano.

Animale ospite

L’animale in cui vive il virus – o chi per esso – prima del salto si chiama ospite serbatoio, o reservoir, e si tratta per lo più di specie selvatiche.

Ci sono alcune caratteristiche che rendono un animale un ospite perfetto: popolazioni numerose e dense, facile tendenza all’infezione e capacità di grandi spostamenti. Questa descrizione, seppur molto ristretta, corrisponde perfettamente a quella dei pipistrelli – e non a caso uno di loro è sulla copertina del libro Spillover di David Quammen.

Rappresentano circa il 20% dei mammiferi esistenti, convivono con numerosi virus senza ammalarsi (il perché sarebbe da ricercarsi nella loro stessa evoluzione) e volano, quindi si spostano con molta facilità.

Qual è il significato dello spillover, il salto di specie dei patogeni? Nel 2012 David Quammen ha scritto un saggio che ne parla

Leggere Spillover: il significato del salto di specie spiegato da David Quammen (Credits: Ryan Harvey, Unsplash)

Patogeno

Il virus – o chi per esso – ha il compito più difficile. Ma anche il maggior interesse in campo: la sopravvivenza sua e della sua specie. Deve innanzitutto trovare il percorso migliore per passare da una specie all’altra: escrezioni, liquidi, carcassa dell’ospite, oppure attraverso un vettore – come per esempio le zanzare che pizzicano il mittente e poi il ricevente.

Una volta fuori dal reservoir, il patogeno deve sopravvivere e all’occorrenza diffondersi. Possono verificarsi le situazioni più disparate: può infettare immediatamente, può avere una tappa intermedia in un altro animale, può restare come “congelato” per molto tempo nell’ambiente e poi riattivarsi… Insomma, un modo lo trova.

Ovviamente i patogeni non agiscono coscientemente: si tratta di carte vincenti giocate dall’evoluzione. Le caratteristiche appena citate sono totalmente casuali: quelle che si rivelano più utili alla sopravvivenza della specie vengono premiate. Chi le possiede riesce ad andare avanti e riprodursi.

Essere umano

L’essere umano è l’anello che chiude questa catena. L’esposizione dell’uomo al virus – e in generale ai patogeni – è una condizione necessaria perché avvenga il passaggio. Ma non è sufficiente: gli spillover sono molti di più di quelli che vediamo.

Al momento del contatto, infatti, l’individuo deve essere ricettivo, cioè deve accogliere il patogeno senza che il suo sistema immunitario gli faccia la guerra. Il patogeno, a sua volta, deve avere la chiave genetica giusta per aprire la porta delle cellule del nuovo ospite. Se la conquista va a buon fine, il virus ha fatto bingo: siamo quasi otto miliardi e continuiamo ad aumentare. Che fa, non ne approfitta?

Una volta avvenuto il salto di specie, il significato dello spillover può variare in base al comportamento del patogeno. Nel caso della rabbia, per esempio, il virus non sopravvive nell’essere umano e deve essere trasmesso ogni volta da un cane infetto.

L’ebola è mantenuta in natura dagli animali – per lo più pipistrelli frugivori, porcospini e alcune specie di scimmie – e genera poi epidemie a seguito di trasmissione da uomo a uomo. Il virus dell’Aids, invece, è stato trasmesso in origine dall’animale ma è ora adattato all’essere umano e non ha bisogno di ulteriori introduzioni.

Il significato di Spillover e il Modello del formaggio svizzero

Le sfide che un patogeno deve vincere per passare da un ospite a un altro sono impegnative per un organismo invisibile. Per comprendere perché certe strane malattie emergono proprio in un certo luogo e in certo momento, può tornarci utile il cosiddetto “Modello del formaggio svizzero”.

Si tratta di una esemplificazione grafica che lo psicologo cognitivo James T. Reason, nel 1990, usò per descrivere in quale modo può manifestarsi un evento avverso. I buchi nelle fette di formaggio rappresentano i potenziali errori che, se si accumulano, portano a fenomeni anche catastrofici.

Come una pandemia.

Il salto di specie è un evento raro e casuale: è necessario che numerosi fattori siano allineato nel tempo e nello spazio

Pandemia di Covid-19: tutta colpa dei buchi del gruyère (Credits: Edwin Hooper, Unsplash)

Veniamo allo spillover: per noi le singole fette di formaggio sono le barriere che un patogeno deve superare e i buchi le condizioni ottimali per il salto. Abbondanza dell’ospite serbatoio, sopravvivenza nell’ambiente, presenza dell’uomo – per ricordarne solo qualcuno: tutti questi fattori devono essere allineati sia nel tempo che nello spazio.

Dietro al salto di specie, una serie di sfortunati eventi

Nel caso australiano del virus Hendra, per esempio, il salto di specie è avvenuto perché una cavalla, di nome Drama Series, riposava e pascolava in un prato all’ombra di un albero che ospitava alcuni pipistrelli infetti. Dopo essere venuta a contatto con i loro fluidi corporei (saliva e/o pipì) la cavalla si è ammalata ed è morta.

Nel frattempo il suo padrone e il veterinario l’avevano soccorsa: il primo contrasse il virus e morì, il secondo non mostrò nessun sintomo.

Questo breve riassunto della vicenda mostra che i buchi delle barriere sono dinamici e variabili; per questo, solitamente, l’allineamento è molto rapido e casuale. Dal punto di vista di un patogeno la storia può essere raccontata così: trovarsi al momento giusto, al posto giusto e con la compagnia giusta. Per gli esseri umani, invece, si tratta di una serie di sfortunati eventi.

Sebbene eventi di questo tipo si sono sempre verificati, nella storia dell’umanità, e in un certo senso si possa parlare di sfortuna, negli ultimi decenni le cose stanno cambiando.

In peggio.

Spillover e Antropocene: il salto di specie nel XXI secolo

Una delle cause storiche dello spillover è l’usanza, da parte dell’uomo, di mangiare animali selvatici.

Procurati sia per vie illegali, per lo più con la caccia, sia in maniera legale comprandoli al mercato – in Cina, per esempio, consumare fauna selvatica è segno di ricchezza. Non a caso, da quando il commercio avviene su scala globale le malattie legate all’emergenza di nuovi patogeni sono aumentate.

Questi ultimi possono viaggiare, insieme ai loro ospiti, da una parte all’altra del Globo in 24 ore. La probabilità di incontrare una nuova anima gemella aumenta enormemente.

Il significato dello spillover nell'era dell'Antropocene è cambiato: il salto di specie è favorito sempre di più dalla pressione antropica sugli ecosistemi

Antropocene: l’era geologica dell’uomo (Credits: Francisco Suarez, Unsplash)

Deforestazione, frammentazione dell’habitat e cambiamento climatico sono solo alcuni dei comportamenti umani che stanno alterando la nostra relazione con l’ambiente.

Gli ecosistemi sono sottoposti a una trasformazione talmente profonda che il periodo attuale è stato considerato una nuova era geologica: l’Antropocene.

Pipistrelli, zecche e zanzare in cerca di casa

Il virus Hendra è saltato fuori da una specie di pipistrello che si chiama volpe volante nera ed è autoctona delle foreste dell’Australia e dell’Indonesia, dove si nutre di nettare e frutti (contribuendo, oltretutto, all’impollinazione).

A causa della drastica riduzione del suo habitat originale, questo animale si è dovuto adattare agli ambienti verdi ai margini delle zone urbanizzate. Nei giardini può trovare cibo tutto l’anno. Ecco cosa ci facevano quei pipistrelli sull’albero che forniva riparo a Drama Series: cacciati da casa loro, stavano cercando nutrimento altrove.

Il cambiamento climatico sta modificando la distribuzione e la biologia di molti animali, che quindi si adattano a nuovi ambienti. Per esempio, le zanzare, vettori di numerose malattie infettive, si sono già spostate dalle zone tropicali verso aree più fredde. Invece le zecche, anch’esse mezzo di trasporto prediletto dai patogeni, resistono più a lungo perché fa sempre meno freddo.

La pressione antropica, insomma, sta aumentando le occasioni di contatto tra esseri umani e animali selvatici e con esse la probabilità che si verifichi uno spillover – considerato, in linea teorica, un evento raro.

One World, One Health

I cambiamenti ecologici in atto stanno portando allo scoperto nuove malattie e ci stanno dando un’importante lezione: la salute umana è connessa a quella degli ecosistemi. Infatti, per poter rilevare precocemente gli spillover bisogna usare un approccio collaborativo e multidisciplinare, cioè che investa in prevenzione su tutti i fronti: monitorare non solo quei luoghi dove è più probabile che avvenga il salto di specie ma anche e soprattutto l’azione umana.

È un lavoro complesso ma l’alternativa – lo scoppio sempre più frequente di epidemie e pandemie – la stiamo sperimentando sulla nostra pelle da ormai quasi un anno.

One World One Health: un nuovo mantra per scongiurare l’arrivo della misteriosa “Malattia X”.

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