2 Maggio 2013

Quale ruolo svolge Wolbachia nelle filarie?

Il confronto tra Loa e Brugia potrebbe permettere di capire le basi molecolari della simbiosi tra Wolbachia e filarie favorendo l’identificazione dei geni alla base di tale interazione simbiotica. Apparentemente non vi sono vie metaboliche assenti in Loa e presenti in Brugia per cui il ruolo svolto da Wolbachia come simbionte è oggi decisamente meno chiaro di quanto non fosse in passato.

Wolbachia pipientis è un batterio con insolite capacità poiché è in grado di alterare la corretta determinazione del sesso negli organismi che infetta. Questo peculiare comportamento deriva dal fatto che Wolbachia si trasmette da un individuo all’altro esclusivamente da madre in figlia. Per questo batterio quindi i maschi non sono utili come “mezzi di trasporto” verso le generazioni future, ma rappresentano solamente un cattivo investimento di risorse, tanto che vengono femminilizzati (ovvero trasformati in femmine) o uccisi, quando questo non è possibile.

Negli artropodi, Wolbachia è distribuita in modo irregolare tra diverse specie e presenta una filogenesi non congruente con la filogenesi delle specie che la ospitano ad indicare che la sua presenza negli artropodi è il frutto di infezioni multiple ed indipendenti. Wolbachia è presente anche in alcuni nematodi (tra cui anche specie appartenenti alla famiglia delle Filariidae, dette comunemente filarie), in cui, contrariamente a quanto riportato negli artropodi, la filogenesi di Wolbachia risulta coerente con la filogenesi degli ospiti suggerendo che Wolbachia e i relativi ospiti filaridi abbiano subito un lungo processo coevolutivo, derivante da un’infezione stabile (Bandi et al. 1998; Casiraghi et al. 2001; Bazzocchi et al. 2011). 
Lo studio delle filarie è molto importante da un punto di vista medico poiché filarie quali Brugia malayi, Wuchereria bancrofti, Loa loa e Onchocerca volvulus sono tra le cause delle principali forme di parassitosi dell’uomo nei paesi tropicali. Un aspetto interessante è che le specie di filaria di maggiore importanza medica e veterinaria hanno Wolbachia come simbionte obbligato suggerendo che essa giochi un ruolo importante nella loro biologia (Sironi et al. 1995). Inoltre, siccome Wolbachia è sensibile ad alcuni antibiotici, essa potrebbe rappresentare un target per il controllo delle infezioni da filarie ed una chiave per una migliore comprensione delle patologie ad esse associate. 
 In una recente pubblicazione su Nature Genetics, il gruppo di ricerca di Thomas B. Nutman ha sequenziato il genoma della filaria Loa loa (responsabile della loaiasi, una malattia tropicale che causa prurito, orticaria, oltre che altre alterazioni a carico della cute e di altri organi). Contrariamente a quanto osservato nella filaria Brugia malayi, Loa loa non ospita Wolbachia come simbionte, nonostante L. loa sia filogeneticamente molto vicina a Brugia. Questa pubblicazione (che conferma quanto suggerito da due precedenti pubblicazioni di McGarry et al. 2003 e Büttner et al 2003) rende quindi molto interessante non solo successivi studi utili a valutare la diffusione di Wolbachia nelle filarie, ma pone anche interessanti quesiti relativi all’origine della simbiosi obbligata osservata in alcune filarie ed assente in L. loa. 
Data la presenza di forti similarità genetiche/genomiche tra le filarie, il confronto tra Loa e Brugia potrebbe, ad esempio, permettere di capire le basi molecolari della simbiosi tra Wolbachia e filarie favorendo l’identificazione dei geni alla base di tale interazione simbiotica. Apparentemente non vi sono vie metaboliche assenti in Loa e presenti in Brugia per cui il ruolo svolto da Wolbachia come simbionte è oggi decisamente meno chiaro di quanto non fosse in passato. 
Bibliografia:
  • Bandi, C., Anderson, T., Genchi, C., Blaxter, M. (1998). Phylogeny of Wolbachia in filarial nematodes. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 265 (1413), 2407-2413. 
  • Bazzocchi C., Ceciliani F., Bratting N. (2001). I simbionti batterici (Wolbachia) delle filarie: implicazioni per il trattamento e la patologia delle filariosi. Ann. Ist. Super. Sanità, 37: 265-273. 
  • Büttner DW, Wanji S, Bazzocchi C, Bain O, Fischer P (2003). Obligatory symbiotic Wolbachia endobacteria are absent from Loa loa. Filaria journal, 2 (1) PMID: 12801420
  • Casiraghi, M., Aanderson, T., Bandi, C., Bazzocchi, C., Genchi, C. (2001). A phylogenetic analysis of filarial nematodes: comparison with the phylogeny of Wolbachia endosymbionts Parasitology, 122: 93-103.
  • Desjardins CA, Cerqueira GC, Goldberg JM, Hotopp JC, Haas BJ, Zucker J, Ribeiro JM, Saif S, Levin JZ, Fan L, Zeng Q, Russ C, Wortman JR, Fink DL, Birren BW, & Nutman TB (2013). Genomics of Loa loa, a Wolbachia-free filarial parasite of humans. Nature genetics 45: 495-500. 
  • McGarry HF, Pfarr K, Egerton G, Hoerauf A, Akue JP, Enyong P, Wanji S, Kläger SL, Bianco AE, Beeching NJ, & Taylor MJ (2003). Evidence against Wolbachia symbiosis in Loa loa. Filaria journal, 2: 9. PMID: 12816546. 
  • Sironi, M., Bandi, C., Sacchi, L., Sacco, B., Damiani, G., & Genchi, C. (1995). Molecular evidence for a close relative of the arthropod endosymbiont Wolbachia in a filarial worm. Molecular and Biochemical Parasitology, 74: 223-227.