Due gorilla silverback; probabilmente la fonte originale di un parassita della malaria umana. Credito fotografico: Patrick Cyusa usato sotto licenza CCO.

I parassiti che causano la malaria hanno avuto un impatto mortale sulle popolazioni umane per molto tempo. Testi antichi trovati in Cina descrivono infezioni da malaria e il nostro genoma porta la prova di aver avuto a che fare con la malaria, per esempio sotto forma della mutazione dell’anemia falciforme, che è mantenuta nella popolazione perché offre una certa protezione contro la malaria. Ancora oggi, la malaria uccide fino a 500.000 persone all’anno e, ad oggi, non esiste un vaccino disponibile in commercio per proteggerci. La malaria è senza dubbio una delle peggiori malattie parassitarie che colpiscono il genere umano e c’è un totale di cinque specie di parassiti della malaria che la causano nell’uomo.

Con un impatto così grande, i ricercatori hanno sempre cercato di sapere da dove vengono questi parassiti. Quando i lignaggi umani e scimpanzé si sono divisi da un antenato comune, i parassiti della malaria che infettavano quell’antenato comune si sono anch’essi divisi, portando alle specie di malaria umana e alle specie di malaria scimpanzé? Questo è stato a lungo ritenuto il caso della specie di parassita che causa la malaria, il Plasmodium falciparum, che, insieme al Plasmodium vivax, è responsabile della maggior parte dei casi di malaria umana e dei decessi.

La teoria prevalente sulle origini del Plasmodium vivax, tuttavia, è che sia molto più giovane, essendo saltato negli esseri umani da una scimmia macaco nel sud-est asiatico circa 60 000 anni fa.

Se queste teorie non sono corrette i ricercatori hanno bisogno di trovare le vere origini dei parassiti della malaria che infettano gli esseri umani al fine di valutare i rischi della futura trasmissione interspecie di parassiti della malaria da scimmie e scimmie a noi. Queste informazioni ci danno anche importanti indizi su come trattare e gestire l’infezione. Ora, nuovi sviluppi nella tecnologia di sequenziamento del genoma hanno capovolto il copione della storia dell’origine della malaria.

Nuove tecniche

Se si vuole sapere come un gruppo di organismi si è evoluto e si è diviso in diverse specie, il metodo migliore è quello di guardare i cambiamenti nel DNA nel tempo, in tutti gli organismi in questione. Questo tipo di analisi ci dà la filogenesi, o albero evolutivo, del gruppo e può stimare quali lignaggi di specie hanno dato origine agli altri e così via. Più specie e sezioni di DNA si esaminano, più relazioni e informazioni saranno disponibili. Questo è esattamente ciò che è stato fatto con i parassiti della malaria.

La nostra capacità di raccogliere il DNA della malaria dalle scimmie era tradizionalmente limitata dalla necessità di prelevare sangue da questi animali. I progressi tecnologici dell’ultimo decennio ora significano che il DNA della malaria può essere raccolto e isolato dalle feci delle scimmie, aprendo la possibilità che un enorme numero di campioni possa essere sequenziato e i risultati aggiunti ai dati utilizzati per costruire la filogenesi dei parassiti della malaria. Come si è scoperto, le scimmie sono portatrici di molte più specie di malaria di quanto si pensasse in origine, e sono stati questi nuovi dati a fornire i primi indizi che le infezioni umane con P. falciparum possono aver avuto origine dalle scimmie esistenti. All’inizio di quest’anno Dorothy Loy e un gruppo di colleghi hanno pubblicato un’eccellente revisione di questi risultati.

I risultati danno origine a una nuova teoria

Tra le 3500 sequenze campionate, sono state identificate sei specie di Laverania (un sottogenere del genere Plasmodium). Un lignaggio dai gorilla occidentali era quasi identico a P. falciparum. Inizialmente si pensava che queste infezioni fornissero un indizio che la malaria umana potesse infettare i gorilla, fino a quando ulteriori analisi hanno mostrato che, di fatto, il P. falciparum umano è in realtà un discendente di questa specie di gorilla. Probabilmente questo parassita umano mortale non si è coevoluto con i primi esseri umani quando si sono divisi dal nostro antenato comune scimpanzé, piuttosto è saltato agli esseri umani dai gorilla in un singolo evento di trasmissione circa 10.000 anni fa.

Questa nuova comprensione delle origini della malaria aiuta anche a spiegare perché P. falciparum ha livelli sorprendentemente bassi di diversità genetica rispetto ad altre specie di malaria. Originariamente solo un piccolo numero di parassiti di P. falciparum è saltato nell’uomo perché solo loro avevano il corretto set di mutazioni che permettevano loro di sopravvivere. Attualmente, nessuna specie di malaria gorilla sembra in grado di sopravvivere nell’uomo. Poiché solo un piccolo numero di parassiti unici è stato in grado di infettare gli esseri umani, questa popolazione ha meno diversità rispetto all’intera gamma di parassiti nella sua popolazione originale, una situazione nota come collo di bottiglia della popolazione. Comprendendo la quantità media di cambiamento genetico nei genomi della malaria nel tempo e il numero di differenze tra P. falciparum e la specie di malaria del gorilla, i ricercatori sono stati in grado di stimare che questo passaggio è avvenuto solo 10 000 anni fa.

Questa nuova comprensione dell’origine del P. falciparum non è stata l’unica nuova scoperta.

Nuove origini per il Plasmodium vivax

La teoria che il P. vivax abbia avuto origine in Asia, dopo essere saltato dai macachi agli umani, ha sempre presentato difficoltà nel risolvere due questioni. In primo luogo, gli esseri umani sono entrati in Asia solo 60.000 anni fa e la scissione tra la malaria dei macachi e il P. vivax sembra essere molto più antica. In secondo luogo, il fenotipo Duffy-negativo, che è presente in gran numero nell’Africa sub-sahariana e non nel sud-est asiatico, si ritiene sia stato selezionato in risposta all’alta pressione di selezione da P. vivax, poiché si pensa che l’assenza dell’antigene Duffy renda difficile per P. vivax a invadere i globuli rossi.

Entrambe queste questioni sono risolte utilizzando una teoria generata dal nuovo campionamento e dalle filogenie.

Ora vediamo che P. vivax e ceppi correlati sono molto comuni negli scimpanzé e nei gorilla, dimostrando che P. vivax, come P. falciparum, molto probabilmente ha le sue origini nelle scimmie africane ed è anche saltato agli esseri umani in Africa.

Vie di ricerca future

La riscrittura delle teorie riguardanti l’origine di queste malarie umane è una revisione importante perché potrebbe aprire nuove e importanti strade di ricerca sulla malaria. Quali geni e mutazioni hanno permesso alla malaria di saltare dalle scimmie agli umani? Trovare questi geni potrebbe aprire nuovi bersagli farmacologici o opzioni di trattamento. Allo stesso modo, quali geni sono simili nei parassiti della malaria sia umani che delle scimmie? Potrebbero indicare alcune funzioni importanti ampiamente conservate che potrebbero essere bersagli di vaccini o farmaci? Un sacco di dollari e sforzi sono stati riversati nella ricerca sui parassiti della malaria dalla loro scoperta poco più di 100 anni fa, e giustamente considerando gli enormi costi economici e sociali che ha sulle popolazioni umane. L’identificazione delle origini dei parassiti della malaria umana è un risultato importante che si spera possa portare a miglioramenti nella vita di coloro che vivono nelle regioni del nostro pianeta colpite dalla malaria.