Mentre il mondo è in apprensione per il moltiplicarsi di casi di nuovo Coronavirus, COVID-19 o Sars-COV2, è inevitabile porsi mille domande intorno a questo patogeno che si sarebbe presumibilmente originato da un salto di specie da pipistrello a uomo. Ma perché i virus trasmessi, in maniera anche indiretta, dai pipistrelli, come i precedenti SARS, MERS, Ebola, Marburg, sono così aggressivi? Uno studio dell’Università della California, appena pubblicato sulla rivista scientifica elife, prova a fornirci alcune risposte.
Pipistrelli della frutta: serbatoio di coronavirus ed altri
Tra le ipotesi più accreditate per l’origine del nuovo coronavirus vi è quella che vede coinvolti ancora una volta i pipistrelli della frutta, ciò in relazione ad analisi genetiche e confronti con le sequenze di altri coronavirus animali. Non è ancora chiaro se il contagio da nuovo coronavirus sia avvenuto attraverso specie intermedie, come serpenti o pangolini o per contatto diretto dell’uomo con pipistrelli infetti.
I pipistrelli dunque, possono ospitare nel loro organismo diversi pericolosi virus zoonotici, a cui sembrano esserne tuttavia immuni. “Alcuni pipistrelli sono in grado di montare una robusta risposta antivirale, ma anche di bilanciarla con una risposta anti-infiammatoria”, spiega la dott.ssa Cara Brook, primo autore dello studio in questione. “Il nostro sistema immunitario genererebbe una diffusa un’infiammazione se tentasse questa stessa strategia antivirale. Mentre i pipistrelli sembrano particolarmente adatti ad evitare la minaccia dell’immunopatologia.”
Ma l’eccezionale efficienza del sistema immunitario dei pipistrelli può esacerbare la virulenza e l’aggressività dei virus che rimangono in attesa di infettare un nuovo ospite, più facile da sopraffare. Quando i pipistrelli-serbatoio d’infezione entrano in contatto con altre specie con un sistema immunitario più debole, come l’uomo, ecco che il virus trova terreno fertile per riprodursi il più rapidamente possibile, portando a conseguenze talvolta letali.
Perché i pipistrelli sono resistenti ai virus?
I ricercatori osservano che la distruzione dell’habitat naturale dei pipistrelli ad opera dell’uomo, potrebbe stressare questi animali al punto da indurli a liberare ancora più virus attraverso saliva, urine e feci. Lasciare queste creature indisturbate sarebbe il primo passo da fare per evitare lo scatenarsi di epidemie come quelle causate dall’attuale Sars-COV2.
Essendo l’unico mammifero volante, i pipistrelli presentano alti tassi metabolici, che durante il volo sono il doppio di quelli raggiunti durante la corsa da roditori di dimensioni simili. In generale, un’attività fisica vigorosa e alti tassi metabolici portano a un danno tissutale elevato causato da un accumulo di molecole reattive, i radicali liberi. Ma per consentire il volo, i pipistrelli sembrano aver sviluppato dei meccanismi fisiologici capaci di assorbire efficacemente le molecole dannose legate a quest’attività. Tali meccanismi hanno con il vantaggio di rimuovere anche tutte le molecole nocive prodotte dall’infiammazione provocata da altre cause.
Ciò può anche spiegare la durata della vita straordinariamente lunga dei pipistrelli. Gli animali più piccoli con frequenze cardiache e metabolismo più veloci in genere hanno una vita più breve rispetto agli animali più grandi, con battiti cardiaci più lenti e metabolismo più lento, presumibilmente perché un metabolismo più elevato porta ad una maggiore produzione di radicali liberi. Ma i pipistrelli sono gli unici mammiferi di piccola taglia capaci di vivere anche 40 anni (la vita media di un roditore delle stesse dimensioni è di circa due anni).
Il rapido abbassamento dell’infiammazione può anche avere un altro vantaggio: ridurre l’infiammazione correlata alla risposta immunitaria antivirale. Un passaggio chiave del sistema immunitario di molti pipistrelli è il rilascio di una molecola di segnalazione chiamata interferone-alfa, che spinge le altre cellule a “mettersi in guardia” prima che un virus le invada.
Lo studio
La dott.ssa Brook, curiosa di sapere come la rapida risposta immunitaria dei pipistrelli potesse influenzare l’evoluzione dei virus presenti nel loro organismo, rendendoli più aggressivi, ha condotto degli esperimenti su cellule coltivate in vitro prelevate da due specie di pipistrelli e, come controllo, su quelle prelevate da una scimmia.
Il pipistrello egiziano della frutta (Rousettus aegyptiacus), ospite naturale del virus Marburg, richiede un attacco virale diretto prima di trascrivere il gene interferone-alfa pronto ad inondare il corpo di interferone. Questa forma di difesa è leggermente più lenta rispetto a quella di un altro pipistrello, la volpe nera australiana (Pteropus alecto), serbatoio del virus Hendra, che passa attraverso RNA interferone-alfa, prima trascritto e poi pronto a trasformarsi in proteina. La linea cellulare della scimmia cercopiteco grigioverde (controllo) non produce affatto interferone.
Come reagisce il sistema immunitario dei pipistrelli ai virus?
Quando le cellule coltivate in vitro sono state messe alla prova con virus che imitano l’Ebola e il Marburg, le diverse risposte immunitarie sono state sorprendenti. Mentre la linea cellulare della scimmia cercopiteco grigioverde è stata rapidamente sopraffatta e uccisa dai virus, le cellule del pipistrello egiziano della frutta si sono chiuse e protette con successo dall’infezione virale, grazie all’avvertimento tempestivo mediato dall’interferone. Le cellule delle volpi nere australiane, hanno reagito con ancora più efficacia: l’infezione virale ha subito un maggiore rallentamento rispetto a le cellule infettate del pipistrello egiziano della frutta.
I pipistrelli ospitano i virus per tutta la vita
I ricercatori per confrontare i dati dei loro esperimenti si sono serviti di un semplice modello del sistema immunitario dei pipistrelli ricreato al computer. Le risposte mediate dall’interferone nei pipistrelli sembrano consentire ai virus di vivere più a lungo. “Pensiamo ai virus su un monostrato di cellule come a un fuoco che brucia attraverso una foresta. Alcune comunità – cellule – hanno coperte di emergenza e il fuoco penetra senza danneggiarle, ma alla fine vi resteranno attaccati alcuni carboni ardenti – ovvero alcune cellule virali “, spiega Brook. Le comunità di cellule virali sopravvissute possono riprodursi, in attesa di nuovi bersagli, instaurando un’infezione silente che persiste per tutta la durata della vita del pipistrello.
“Questo suggerisce che un sistema con interferone davvero robusto aiuti ai virus a persistere all’interno dell’ospite”, conclude Brook, che aggiunge: “Quando si ha una risposta immunitaria più alta, le cellule sono protette dalle infezioni, ma il virus può aumentare il suo tasso di replicazione senza causare danni al suo ospite. Quando il virus si riversa in qualcosa di simile a un essere umano, che non ha lo stesso tipo di meccanismo antivirale, ecco che si manifesta la malattia.”
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