Come si studia l’evoluzione dei virus
Una recente analisi filogenetica pubblicata sulla rivista Cell propone però una lettura differente sull'evoluzione dei virus.
Per comprendere se un virus abbia subito un adattamento evolutivo prima di causare un’epidemia, i ricercatori hanno utilizzato strumenti di filogenetica molecolare, analizzando le variazioni nel genoma virale nel tempo.
Uno degli indicatori più utilizzati in questi studi è il rapporto tra:
- mutazioni non sinonime, che modificano la sequenza proteica del virus
- mutazioni sinonime, che non alterano la proteina
Il rapporto tra queste due categorie di mutazioni consente di stimare la pressione della selezione naturale. Valori bassi indicano che il virus mantiene una struttura genetica stabile, mentre valori più elevati possono indicare adattamento a un nuovo ambiente biologico.
Attraverso questo approccio, i ricercatori hanno confrontato tre fasi evolutive:
- l’evoluzione del virus nel serbatoio animale
- l’evoluzione immediatamente precedente al salto di specie
- l’evoluzione durante la trasmissione tra esseri umani
Nessuna evidenza di adattamento prima delle epidemie
Il risultato più rilevante dello studio è che la pressione evolutiva dei virus immediatamente prima dell’emergere delle epidemie non risulta diversa da quella osservata nel serbatoio animale.
Questo pattern è stato osservato in diversi contesti epidemiologici, tra cui:
- la pandemia influenzale H1N1 del 2009
- l’epidemia di Ebola in Africa occidentale tra il 2013 e il 2016
- l’epidemia di Marburg
- la diffusione globale del mpox
- l’emergenza del SARS-CoV-2
In tutti questi casi, l’evoluzione genetica del virus prima dell’inizio dell’epidemia appare sostanzialmente indistinguibile da quella osservata durante la normale circolazione negli animali.
SARS-CoV-2 e il dibattito sulle origini
Uno degli aspetti più discussi riguarda l’origine del SARS-CoV-2. L’analisi evolutiva condotta nello studio non ha evidenziato segnali di adattamento prolungato prima dell’inizio della pandemia.
Questo significa che il virus:
- non mostra evidenze di una lunga evoluzione in un ospite intermedio
- non presenta segnali compatibili con passaggi prolungati in laboratorio
Gli autori suggeriscono che, se un ospite intermedio è stato coinvolto, la durata della circolazione del virus in quell’animale sia stata relativamente breve, insufficiente a lasciare tracce evolutive rilevabili nel genoma.
Implicazioni per la prevenzione delle future epidemie
Nel complesso, i risultati dello studio suggeriscono che il processo di emergenza delle epidemie zoonotiche potrebbe essere diverso da quanto ipotizzato finora.
Gli esseri umani sono costantemente esposti a virus presenti negli animali, ma solo una piccola parte di queste esposizioni porta allo sviluppo di epidemie. Secondo questa interpretazione, alcuni virus potrebbero possedere già nel serbatoio animale le caratteristiche necessarie per trasmettersi tra esseri umani.
Quando queste condizioni coincidono con opportunità di contatto e trasmissione, può emergere un’epidemia senza che sia necessario un lungo processo di adattamento evolutivo prima del salto di specie.
Questi risultati hanno implicazioni rilevanti per la sorveglianza delle malattie emergenti.
Se alcuni virus zoonotici sono già potenzialmente in grado di infettare e trasmettersi tra esseri umani, diventa fondamentale:
- rafforzare la sorveglianza virologica nei serbatoi animali
- monitorare i virus con potenziale zoonotico
- migliorare i sistemi di identificazione precoce delle emergenze epidemiche
L’analisi evolutiva dei genomi virali potrebbe inoltre diventare uno strumento utile per comprendere rapidamente le circostanze che hanno portato all’emergere di nuovi virus, distinguendo tra eventi di zoonosi naturale, passaggi attraverso ospiti intermedi o possibili contesti di manipolazione sperimentale.