Negli ultimi decenni ci sono state numerose diffusioni epidemiche di origine virale: Hendra, Nipah, Marburg, Ebola, Sars, Mers e ora CoVid-19. Tutte queste zoonosi hanno qualcosa in comune: nascono da virus che albergano nei pipistrelli.
I pipistrelli sono gli unici mammiferi volanti e presentano alcune caratteristiche per nulla comuni tra i mammiferi, come una durata di vita piuttosto lunga in rapporto alla taglia corporea, un tasso basso di insorgenza di tumori e una capacità eccezionale di convivere con virus senza manifestare sintomi patologici.
I meccanismi delle difese immunitarie dei pipistrelli sono davvero sorprendenti, si sono evoluti negli ultimi 64 milioni di anni e hanno prodotto un organismo che è un vero e proprio serbatoio virale. Studiare i pipistrelli e il loro sistema immunitario diventa allora importante non solo per sviluppare nuovi approcci al contrasto delle malattie virali (e non solo) a beneficio della salute umana, ma anche per comprendere l’evoluzione dei virus e provare dunque a controllare futuri fenomeni di Spillover, ovvero di trasmissione di virus zoonotici all’uomo. Un lavoro pubblicato su Nature lo scorso gennaio da un gruppo della Duke-NUS Medical School di Singapore prova a fare il punto sulla questione.
Sars-CoV-2 è un coronavirus simile per circa il 97% a RaTG13, anch’esso un coronavirus trovato già nel 2013 nella provincia cinese dello Yunnan nel pipistrello a ferro di cavallo (Rhinolophus affinis).
Già nel 2018 l’Organizzazione mondiale della sanità aveva stilato un rapporto in cui lanciava l’allarme sulla possibilità dello scoppio di un’epidemia causata da un patogeno, chiamato “malattia X”, dalle caratteristiche del tutto simili a quelle che di lì a poco avrebbe mostrato Sars-CoV-2. L’evento pandemico quindi non è stata una sorpresa per chi da anni si occupa di prevenire emergenze sanitarie. Del resto l’azione antropica ha generato una crisi ambientale che va considerata la causa profonda della pandemia che stiamo vivendo. Erodendo la nicchia ecologica di animali che sono serbatoi naturali di virus potenzialmente epidemici, aumentano i contatti tra fauna selvatica e uomo e con essi aumentano le probabilità di Spillover. Solitamente per il passaggio dall’animale serbatoio all’uomo c’è bisogno del cosiddetto ospite intermedio, che per Sars-CoV-2 tuttavia non è stato individuato con certezza.
I pipistrelli (ordine dei chirotteri) rappresentano 1423 delle circa 6400 specie di mammiferi conosciute. La loro distribuzione geografica è ubiqua, a solo eccezione delle regioni polari, di ambienti desertici estremi e di alcune isole oceaniche. Anche la loro dieta può essere molto varia e include nettare, frutta, polline, insetti, pesce e sangue (come nel caso della specie di pipistrello vampiro Desmodus rotundus). Le loro facoltà percettive risultano sorprendenti per noi umani, basandosi sull’ecolocazione e sulla percezione del campo magnetico.
Ma uno dei loro adattamenti più sorprendenti è appunto il volo, una modalità di locomozione piuttosto costosa per la struttura di un mammifero e che quindi richiede un notevole dispendio metabolico. Le energie spese da un pipistrello in volo possono essere anche tre volte superiori a quelle di un mammifero terrestre di taglia analoga. I pipistrelli possono arrivare a spendere 1200 calorie all’ora e l’estrazione di energia dai nutrienti può avvenire in soli 8 minuti, come per quelli che si alimentano di nettare, ad esempio, ottimi impollinatori e dunque tasselli fondamentali per gli ecosistemi. Per sostenere lo sforzo del volo i chirotteri possono aumentare il battito cardiaco anche di 5 volte, arrivando a 1066 pulsazioni al minuto.
Gli uomini, anche grazie ai loro adattamenti culturali quali medicina e igiene, sono tra i mammiferi più longevi (in rapporto alla taglia corporea). Solo 19 specie di mammiferi fanno meglio dell’uomo: 18 di queste sono pipistrelli. Alcune specie, come quella siberiana, possono vivere anche più di 40 anni. In media questi animali hanno una durata massima della vita tre volte e mezzo superiore a quella di un mammifero di taglia analoga. I segreti della loro longevità potrebbero quindi aiutarci a comprendere i meccanismi per combattere l’invecchiamento.
Si stima che i pipistrelli siano serbatoio del 54% dei coronavirus a Rna noti, che causano sindromi respiratorie nell’uomo ma che invece risultano tollerati dall’organismo dei chirotteri. Secondo gli studiosi il loro segreto risiede nel sistema immunitario.
Come abbiamo avuto modo di imparare anche dal decorso clinico delle forme più gravi di CoVid-19, in particolare ci riferiamo alle tempeste citochiniche che provocano una forte infiammazione, un’eccessiva risposta immunitaria può danneggiare anziché proteggere l’organismo.
Il sistema immunitario dei pipistrelli sarebbe in grado di bilanciare da una parte le capacità di difendersi contro i patogeni e dall’altra l’eccessiva risposta immunitaria-infiammatoria, trovando un equilibrio che permette loro di convivere con molti virus. Oltre quindi ad attivare una risposta immunitaria efficace, i pipistrelli sono in grado allo stesso tempo di attivare una risposta anti-infiammatoria che prevenga il danneggiamento del proprio stesso organismo. Questo stesso equilibrio potrebbe concorrere alla sorprendente longevità di questi animali.
Una differenza tra uomini e pipistrelli risiede ad esempio nella gestione degli interferoni di tipo I, proteine coinvolte nella risposta immunitaria. Mentre negli uomini gli interferoni vengono principalmente prodotti in risposta a uno stimolo (l’attacco di un virus), nei pipistrelli sono sempre presenti a livelli maggiori e sono in grado di attivare geni utili a generare una risposta antivirale. Il fatto che gli interferoni non vadano prodotti al bisogno, ma siano già disponibili, porterebbe anche a una minore produzione di citochine infiammatorie. Questa capacità di risposta immunitaria innata, nel senso di non indotta, renderebbe i pipistrelli dei serbatoi virali asintomatici.
L’adattamento al volo ha poi consentito ai pipistrelli di selezionare alcuni geni che consentono di sostenere gli alti costi metabolici di cui hanno bisogno. In aggiunta alla risposta immunitaria innata infatti, alcuni dei loro geni sono molto efficienti nel riparare porzioni di Dna danneggiate. I pipistrelli poi esprimono livelli molto alti di proteine da shock termico che servono a proteggere le cellule quando vengono sottoposte a temperature molto alte (in volo la temperatura corporea può superare i 41°C) e stress ossidativo.
Un’altra ragione per cui i pipistrelli ospitano così tanti virus è che sono animali sociali, vivono in gruppi spesso formati anche da individui di specie diverse e i contatti ripetuti favoriscono la trasmissione di virus e di conseguenza la comparsa di nuove varianti, esattamente come sta accadendo con la trasmissione di Sars-CoV-2 nell’uomo, con la differenza che noi per conviverci dobbiamo ricorrere a vaccini e altre misure, a loro basta il sistema immunitario che hanno.
Lo studio delle proprietà immunitarie dei pipistrelli è dunque fondamentale non solo per prevenire l’emergenza di nuove zoonosi a rischio epidemico, ma anche per comprendere meccanismi di riparazione del Dna o di tolleranza allo stress ossidativo che potrebbero essere fondamentali per studiare e combattere l’invecchiamento e il cancro nell’uomo. Una maggiore conoscenza della capacità dei pipistrelli di tollerare i virus potrebbe inoltre favorire una più oculata gestione della loro nicchia ecologica e forse ci insegnerebbe a non andare a stuzzicare queste creature o degradare l’ambiente in cui vivono.
