Sapreste nominare cinque malattie virali trasmesse, almeno in origine, da un animale all’uomo? La risposta, probabilmente, è sì: Ebola, AIDS, influenza aviaria, SARS e COVID-19 hanno tutte questa caratteristica. Questo vuol dire che sono zoonosi, e le somiglianze non finiscono qui: sono causate da virus a RNA; due di loro, SARS e COVID, appartengono alla stessa famiglia (coronavirus); hanno tutte causato delle emergenze sanitarie e, con l’eccezione di Ebola, hanno causato pandemie o ci sono andate vicino (SARS). COVID-19 è solo l’ultima arrivata.

Con tante caratteristiche in comune, è possibile individuare in anticipo i tratti di una malattia virale a cui prestare maggiore attenzione? È possibile individuare i virus a maggior rischio di spillover, ovvero di passaggio da un animale all’uomo? È quel che ha tentato di fare un nutrito gruppo di esperti, tra cui l’ecologa Zoë Grange e l’epidemiologa Jonna Mazet. In un articolo uscito oggi su PNAS il gruppo ha presentato uno strumento online interattivo che raccoglie i dati di virus a rischio spillover e li classifica in base a questo rischio. Il nome scelto per questa risorsa, appropriatamente, è SpillOver.

Come avviene uno spillover?
Ogni animale ha i propri virus. Ogni cellula corre il rischio che un virus penetri nella sua membrana e si appropri dei suoi “mezzi di produzione” per riprodurre sé stesso. I virus non sono esattamente viventi, ma si evolvono come tali (qui il direttore di Pikaia Telmo Pievani ha parlato in tal senso delle varianti del Sars-Cov-2); la varietà di cellule e specie esistenti in natura ha prodotto un numero enorme di virus, adattati a parassitare determinati ospiti. I creatori di SpillOver lo sanno bene: dal 2009 al 2019 il gruppo ha esaminato più di 500000 campioni da migliaia di animali in cerca di virus, raccogliendo dati per SpillOver; nel farlo, ha scoperto 721 nuove specie virali.

Ma se i virus si adattano alla forma di vita che li ospita, com’è possibile che “saltino” da una specie all’altra? I meccanismi sono complessi e molteplici, ma possiamo dire che è una questione meccanica, e di mutazioni. Ogni virus ha particolari proteine che si “incastrano” a specifici recettori sulle cellule: se i pezzi combaciano, la cellula è una vittima potenziale (si dice allora che il virus ha tropismo per quel tipo di cellula). Le stesse molecole, quindi, possono fungere da ponte per i virus in differenti animali. Questo, però, non sempre basta: entra allora in gioco la rapidità con cui i virus mutano (specialmente quelli a RNA), che può farli adattare in fretta a un nuovo organismo. Prendiamo uno spillover tra specie molto diverse, come quello dell’influenza aviaria. Nel pollame, il virus sembra legare un particolare tipo di acido sialico. Gli umani, nel proprio apparato respiratorio, ne hanno soprattutto un tipo diverso; i maiali, invece, possiedono entrambi i tipi di acido sialico sul proprio epitelio respiratorio. Una teoria è che il virus passi dagli uccelli ai maiali, dove la sua rapida mutazione lo farebbe legare alla molecola comune agli umani. Aperta la strada, al virus non rimarrebbe che adattarsi del tutto all’uomo con nuove mutazioni.

Ecologia ed evoluzione determinano le zoonosi
I fattori che influenzano uno spillover, però, sono tanti. Non a caso Spillover è anche il titolo di un libro del giornalista David Quammen (recentemente ospite dell’Università di Padova, qui la registrazione dell’incontro), in cui narra la storia di diverse zoonosi e dei loro spillover. Quammen, riportando le parole dell’esperto in ecologia dei patogeni Jon Epstein, divide lo spillover virale in due dimensioni: quella ecologica e quella evolutiva. La prima riguarda come le attività umane ci portano a contatto con nuovi ambienti e nuovi organismi, che aumentano le probabilità di incontrare con nuovi virus. La dimensione evolutiva, invece, riguarda le caratteristiche del virus e dei suoi ospiti, in particolare la capacità del virus di adattarsi e diffondersi all’interno di nuove specie. Gli autori di SpillOver (il sito) hanno considerato aspetti come questi per classificare il rischio di spillover (il fenomeno) dei virus. Grazie al contributo di 65 esperti del settore, sono stati selezionati 31 fattori di rischio riguardanti i virus, i loro ospiti o l’ambiente. Gli studiosi hanno quindi prodotto una formula che, dal posizionamento relativo di un virus animale su questi fattori, calcola un punteggio del rischio che quel virus si trasmetta alla specie umana e vi si diffonda.

Uno strumento di studio, non di divinazione…
In questo modo, sono stati classificati centinaia di virus a rischio spillover più 38 zoonosi conclamate, per un totale di 887 virus. L’attendibilità di questa classifica è attestata dal fatto che le prime 12 posizioni sono occupate da zoonosi che hanno già compiuto il salto, al secondo posto il Sars-Cov-2 dell’attuale pandemia (“solo” secondo perché i dati che lo riguardano sono ancora incompleti). Questi dati sul sito di SpillOver sono consultabili da chiunque; gli utenti potranno anche aggiungere al database nuovi dati e nuovi virus (le informazioni saranno revisionate dagli amministratori e integrate con altre fonti) al fine di creare una risorsa aperta e dinamica per lo studio e la prevenzione delle zoonosi nel mondo.

Dobbiamo sempre ricordare una cosa quando parliamo di rischio: non possiamo avere certezze. Gli autori dello studio scrivono chiaramente che questo progetto non intende predire se, dove, quando ci sarà una prossima pandemia e quale virus la causerà. Quello che si propone, ciò che può fare la scienza, è informare le nostre decisioni e guidarci verso un’interazione più consapevole con il mondo che ci ospita.

Riferimenti:
Grange et al. Ranking the risk of animal-to-human spillover for newly discovered viruses. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021 Vol. 118, https://doi.org/10.1073/pnas.2002324118

Immagine: da SpillOver, https://spillover.global/