Non tutti i batteri vengono per nuocere: nei prossimi anni potremmo essere capaci di debellare alcune malattie trasmesse dalle zanzare come la dengue o la febbre gialla, proprio grazie ad un batterio. Nell'ultimo decennio infatti diversi gruppi di ricerca hanno iniziato ad utilizzare batteri chiamati Wolbachia per ridurre la capacità delle zanzare di diffondere il virus della dengue.

Wolbachia vive all'interno delle cellule di circa la metà di tutte le specie di insetti. Questi batteri possono avere una varietà di effetti sui loro ospiti, interferendo ad esempio sull'assimilazione di nutrimenti essenziali oppure portando alla morte della prole maschile. Quando vengono trasferiti alle zanzare, i batteri riducono la capacità di molti virus di replicarsi all'interno degli insetti e di essere quindi trasmessi ad un ospite umano.

Gli incredibili risultati raggiunti dai ricercatori sono stati raccolti in un recente articolo pubblicato su PLoS Pathogens.

Gli effetti del batterio sulle zanzare

Un esemplare di Wolbachia
in foto: Un esemplare di Wolbachia

Malaria, febbre gialla, chikungunya, dengue, zika: sono molte le malattie trasmesse dalle zanzare che continuano a rappresentare una seria minaccia per la salute e il benessere dell'uomo. La sempre maggiore urbanizzazione e il cambiamento climatico aumentano poi le probabilità di diffusione poiché le zanzare si diffondono in nuovi ambienti densamente abitati. Non è possibile sradicare tutte le zanzare che diffondono malattie, ma potremmo essere in grado di bloccare la trasmissione dei virus senza neanche sterminare milioni di insetti, la cui presenza è comunque importantissima per gli ecosistemi, grazie all'aiuto di un interessante microrganismo: Wolbachia.

In molti paesi tropicali, le malattie trasmesse dalle zanzare sono una vera e propria piaga
in foto: In molti paesi tropicali, le malattie trasmesse dalle zanzare sono una vera e propria piaga

Wolbachia è un genere di batteri Gram-negativi, che parassitano diverse specie di artropodi inclusa un'alta porzione di insetti (circa il 60% delle specie), come pure alcuni nematodi, agendo sul sistema riproduttivo: le femmine non riescono a generare individui maschi, mentre diffonderanno il batterio in tutte le figlie femmine; i maschi infetti, a causa di incompatibilità citoplasmatica, potranno riprodursi esclusivamente con femmine infette, svantaggiando le femmine sane in termini riproduttivi. Inoltre alcuni ceppi di Wolbachia sono capaci di ridurre le replicazioni virali nei loro ospiti.

Tutti questi effetti si traducono in un drastico calo dei casi di infezioni virali trasmesse dalle zanzare agli umani. Le zanzare con Wolbachia sono state ora rilasciate in molti paesi con importanti effetti limitativi sulla trasmissione della dengue: ad esempio in Australia la trasmissione locale della dengue è un ricordo del passato grazie ad estesi programmi di rilascio di individui contenenti il batterio.

Affinché i rilasci di Wolbachia abbiano effetto, è importante che il batterio rimanga a livelli elevati nella popolazione di zanzare e fornisca una protezione continua contro la dengue. Lo studio pubblicato all'inizio di quest'anno su PLoS Pathogens rileva una notevole stabilità a lungo termine di Wolbachia. Infatti i ricercatori hanno monitorato le popolazioni di zanzare un decennio dopo il primo rilascio di Wolbachia in Australia ed hanno scoperto che i suoi effetti sulle zanzare non sono cambiati, e non sono stati registrati cambiamenti rilevabili nel genoma del batterio. La ricerca suggerisce la lunga efficacia di questi trattamenti, ma il monitoraggio continuo rimane fondamentale per rilevare cambiamenti imprevisti.

Una varietà Wolbachia per ogni situazione

Diversi team di ricerca sono poi a lavoro su nuovi ceppi di Wolbachia per contrastare altre malattie virali grazie ad una tecnica chiamata microiniezione: il batterio viene risucchiato da un uovo che trasporta il ceppo di interesse e iniettato in un uovo di zanzara donatore. Se si è fortunati, la zanzara che si schiuderà trasmetterà Wolbachia alla sua prole.

Il ceppo wMel è ampiamente utilizzato negli attuali programmi di rilascio, ma è vulnerabile alle alte temperature. Ciò significa che potrebbe abbandonare le popolazioni di zanzare durante i mesi più caldi dell'anno, o addirittura non essere adatto in alcune zone tropicali.

In un nuovo studio pubblicato questa settimana su Environmental Microbiology, gli scienziati hanno trasferito una nuova variante di wMel, che chiamiamo wMelM, dal suo ospite originale, il moscerino della frutta, alle zanzare. I ricercatori hanno scoperto che wMelM è più stabile di wMel a temperature estreme, migliorando potenzialmente la sua capacità di diffondersi nelle popolazioni naturali, mentre un'altra variante, wAlbB riesce a "infettare" con successo alcune specie di zanzare australiane e malesi, con simili effetti sulla riproduzione.

Grazie a ceppi specifici che saranno isolati in futuro, i ricercatori sono convinti che molte altre malattie come l'encefalite giapponese, il virus del fiume Ross e l'ulcera di Buruli potranno potenzialmente essere controllati con appositi programmi di rilascio.

Alcune specie di afidi, parassiti delle piante, possono provocare ingenti danni alle coltivazioni
in foto: Alcune specie di afidi, parassiti delle piante, possono provocare ingenti danni alle coltivazioni

Wolbachia è solo uno dei tanti tipi di batteri che potrebbero essere utilizzati per modificare o controllare gli insetti dannosi a nostro vantaggio. Gli endosimbionti che vivono all'interno degli afidi possono essere sfruttati per ridurre i danni che gli insetti provocano alle colture.

Poiché le malattie trasmesse dagli insetti continuano a diffondersi a livello globale, abbiamo urgente bisogno di nuovi strumenti per affrontare queste minacce: Wolbachia e altri microrganismi potrebbero essere la soluzione migliore.