La malaria è la più importante tra le parassitosi che attaccano l’uomo. Colpisce ogni anno più di 500 milioni di persone, uccidendone almeno 1 milione. La maggior parte dei morti sono bambini africani al di sotto dei 5 anni. Si stima infatti che questa malattia uccida un bambino ogni trenta secondi.

E’ causata da un protozoo, un plasmodio, che viene trasportato in lungo e in largo per l’Africa Sub-sahariana (centro-occidentale) dalle famigerate zanzare del complesso Anopheles gambiae. Questo gruppo comprende sette specie, differenziatesi di recente. A complicare il quadro, le zanzare del complesso mostrano una capacità di differenziamento ecologico e comportamentale rapido, complica gli sforzi per il loro controllo e promuove la trasmissione della malaria. Sono state già identificate due forme molecolari, denominate M ed S, ulteriormente suddivise in 5 forme cromosomiali , che prendono il nome da regioni del Mali, come ad esempio Mopti, Savanna e Bamako. Ciascuna forma è specializzata in diversi siti di riproduzione. Le forme larvali di S ed M, in particolare, mostrano specificità d’habitat: la prima predilige infatti pozze effimere d’acqua piovana con pochi predatori; la seconda habitat antropogenici a maggior durata, ma più ricchi di predatori. La particolarità di tutte queste forme è l’elevato livello di ibridazione e dunque di scambio genico.

Morfologicamente, tutte le forme sono indistinguibili. Possono essere riconosciute solo grazie a differenze nei geni ribosomiali. Perché queste minuzie dovrebbero interessare la lotta alla malaria? Sembrano dettagli degni di un esperto tassonomo!

Il problema è che la suddivisione in popolazioni di queste specie può generare differenze di fisiologia e comportamento che aumentano intensità e durata della trasmissione della malattia e compromettono le misure anti-vettore . Gli sforzi per controllare le zanzare possono essere complicati dal fatto che le popolazioni variano proprio nei tratti che si tenta di colpire, come la suscettibilità agli insetticidi o alle tecniche di riduzione della riproduzione. Queste metodiche non possono essere efficaci solo in alcune popolazioni: dobbiamo riuscire a colpirle tutte! A questo punto l’importanza di questi studi diventa evidente.

Per questa ragione un gruppo numeroso di ricercatori inglesi, americani, francesi e africani si è dedicato allo studio dei genomi di queste zanzare ed ha recentemente pubblicato i propri risultati su Science. In realtà, non sono stati i primi! Erano infatti già state effettuate scansioni genomiche che avevano evidenziato come le differenze tra la forma M ed S di A.gambiae si trovano concentrate in regioni pericentromeriche, cioè vicine ai centromeri: le “strozzature” dei cromosomi.  Queste zone del genoma sono tipicamente povere di geni. Su queste basi e tenendo conto dello scambio genico apprezzabile dovuto all’ibridazione, si era ipotizzata l’esistenza di “isole di speciazione”. Queste regioni conterrebbero i pochi geni che conferiscono gli adattamenti differenti tra le popolazioni e/o il loro isolamento riproduttivo. La situazione proposta implicherebbe che il processo di speciazione in atto sia molto recente.

Il nuovo studio mette tuttavia in discussione queste ipotesi, attraverso l’analisi più dettagliata mai condotta sui genomi di queste zanzare. La divergenza genomica così rilevata è infatti diffusa ed eterogenea, anche se le regioni vicine ai centromeri o all’interno di inversioni mostrano effettivamente le differenze maggiori.  Proprio in queste zone diverse tra popolazioni si rilevano i maggiori segnali di selezione naturale: la differenziazione è quindi guidata da eventi di selezione legati alle diverse popolazioni.

Tutte queste regioni includono loci di importanza epidemiologica, in quanto influenzano riproduzione, longevità, resistenza agli insetticidi, tolleranza all’aridità, habitat degli stadi larvali e molte altre caratteristiche. Tra i geni identificati come variabili tra popolazioni si trovano ad esempio quelli che codificano per proteine di regolazione dello sviluppo e per un recettore che lega i feromoni sessuali.

Questi dati suggeriscono un modello molto diverso da quello precedentemente ipotizzato: il flusso genico tra le forme sarebbe minore ed il processo di speciazione più avanzato.Se le zanzare stanno davvero evolvendo così rapidamente, le strategie contro un ceppo potrebbero non funzionare contro un altro.

Brutte notizie dal fronte (sud)occidentale!

Ilaria Panzeri

Riferimenti:
M. K. N. Lawniczak et al. Widespread divergence between incipient Anopheles gambiae species revealed by whole genome sequences. Science 330, 512 (2010). DOI: 10.1126/science.1195755. Link

D. E. Neafsey et al. SNP genotyping defines complex gene-flow boundaries among African malaria vector mosquitoes. Science 330, 514 (2010). DOI: 10.1126/science.1193036. Link

Fonte dell’immagine: Wikimedia Commons