Tracciando l’evoluzione dei patogeni

I processi biologici in generale avvengono a diversi livelli gerarchici che interagiscono l’uno con l’altro in modo più o meno evidente. Una delle maggiori sfide nel campo della biologia evolutiva è da sempre capire le cause e le conseguenze di questa organizzazione su più livelli. Nel caso dei microrganismi patogeni due sono i livelli essenziali: il livello del singolo ospite

I processi biologici in generale avvengono a diversi livelli gerarchici che interagiscono l’uno con l’altro in modo più o meno evidente. Una delle maggiori sfide nel campo della biologia evolutiva è da sempre capire le cause e le conseguenze di questa organizzazione su più livelli. Nel caso dei microrganismi patogeni due sono i livelli essenziali: il livello del singolo ospite in cui avviene l’interazione tra il patogeno e i meccanismi di difesa dell’individuo, e il livello della popolazione di ospiti, che coinvolge la trasmissione tra i diversi individui e le sue conseguenze, quali il tasso di mortalità o di guarigione.

Modelli matematici dei singoli livelli sono già in uso da tempo, ma recentemente si è tentato di applicare alle dinamiche epidemiologiche i cosiddetti Nested Models, ovvero quei modelli che cercano le correlazioni reciproche fra i due diversi livelli. Dopo diversi tentativi, una review pubblicata su Trends in Ecology and Evolution fa il punto della situazione, evidenziando come fino ad ora la maggior parte delle conclusioni a cui sono giunti questi nuovi modelli potevano essere estrapolate anche da semplici osservazioni fenomenologiche, in quanto riguardano  legami unidirezionali dal livello del singolo ospite a quello della popolazione, mentre ben pochi sono ad oggi i risultati davvero originali che indicano la presenza di interazioni reciproche fra i due livelli.

Quello che emerge dal questo studio è che in ogni caso i Nested Models potrebbero mostrarsi utili in futuro per rispondere ad alcune importanti domande sull’evoluzione dei patogeni, portando ad una teoria più completa delle dinamiche coinvolte nella patogenesi e nello sviluppo delle malattie, in tutti quei casi in cui i due livelli analizzati interagiscono realmente in modo reciproco, ad esempio quando la diversità genetica dei patogeni che infettano un nuovo individuo (partecipando quindi alle dinamiche a livello del singolo ospite) dipende in maniera stretta dai meccanismi di trasmissione da un ospite all’altro.

Inoltre, questo tipo di modelli integrativi potrebbe dimostrarsi utile nell’analisi della risposta dei patogeni alle diverse terapie, fornendo alla società un nuovo strumento per prevedere meglio gli esiti di un certo trattamento sia a livello della popolazione che del singolo individuo.

Silvia Demergazzi

Fonte dell’immagine: Wikimedia Commons