(Peste bubbonica-Immagine Credit Public Domain).
Gli scienziati che hanno esaminato i resti di 36 vittime della peste bubbonica da una fossa comune del XVI secolo in Germania hanno trovato la prima prova che i processi adattativi evolutivi, guidati dalla malattia, potrebbero aver conferito l’immunità alle generazioni successive della regione.
“Abbiamo scoperto che i marcatori immunitari innati sono aumentati nelle persone moderne della città rispetto alle vittime della peste”, ha detto l’autore senior dello studio Paul Norman, PhD, Professore associato presso la Divisione di informatica biomedica e medicina personalizzata dell’Università del Colorado-Scuola di Medicina. “Questo studio suggerisce che questi indicatori potrebbero essersi evoluti per resistere alla peste”.
Lo studio, condotto in collaborazione con l’Istituto Max Planck in Germania, è stato pubblicato online oggi sulla rivista Molecular Biology and Evolution. I ricercatori hanno raccolto campioni di DNA dalle ossa dell’orecchio interno di individui in una fossa comune nella città di Ellwangen, nella Germania meridionale, che ha subito epidemie di peste bubbonica nel XVI e XVII secolo. Quindi hanno prelevato campioni di DNA da 50 attuali residenti della città. I ricercatori hanno confrontato i loro spettri di frequenza –la distribuzione delle varianti geniche in un dato campione– per un ampio pannello di geni correlati all’immunità.
Geni rilevanti per l’immunità fanno luce
Tra gli attuali abitanti, il team ha trovato prove che un agente patogeno, probabilmente Yersinia pestis, che causa la peste bubbonica, ha provocato cambiamenti nella distribuzione degli alleli per due recettori di riconoscimento del pattern innato e quattro molecole di antigene leucocitario umano, che aiutano ad avviare e dirigere la risposta immunitaria all’ infezione. Un allele è una forma variante di un gene. “Proponiamo che questi cambiamenti di frequenza potrebbero essere il risultato dell’esposizione alla peste da Y.pestis durante il XVI secolo”, ha detto Norman.
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I risultati sono la prima prova che i processi evolutivi, stimolati da Y. pestis, potrebbero aver plasmato alcuni geni rilevanti per l’immunità umana a Ellwangen e forse in tutta Europa, per generazioni. E poiché la peste ha tormentato l’Europa per quasi 5.000 anni, lo studio suggerisce che questi geni dell’immunità potrebbero essere stati preselezionati nella popolazione molto tempo fa, ma recentemente sono stati selezionati attraverso eventi epidemici. “Sebbene la mortalità della peste sia molto alta e la malattia sia senza trattamento, è probabile che individui specifici siano protetti o più suscettibili a malattie gravi attraverso il polimorfismo nei determinanti dell’immunità naturale“, afferma lo studio. “In questo caso, qualsiasi cambiamento nelle frequenze alleliche che si è verificato durante una data crisi epidemica potrebbe essere evidente come adattamento genetico e rilevabile negli individui moderni“.
Spiegano gli autori:
“Gli agenti patogeni e le epidemie associate a malattie infettive esercitano una pressione selettiva sulle popolazioni umane e qualsiasi cambiamento nelle frequenze alleliche che ne risulta può essere particolarmente evidente per i geni coinvolti nell’immunità. A questo proposito, la pandemia di Morte Nera causata da Yersinia pestis del 1346-1353, con continue epidemie di peste che si protraggono per diverse centinaia di anni, è una delle più devastanti mai registrate nella storia umana. Per studiare il potenziale impatto di Y. pestis sui geni dell’immunità umana, abbiamo estratto il DNA da 36 vittime di peste sepolte in una fossa comune a Ellwangen, in Germania, nel XVI secolo. Abbiamo preso di mira 488 geni immuno-correlati, tra cui HLA, utilizzando un nuovo approccio di acquisizione dell’ibridazione in soluzione. In confronto con 50 moderni abitanti nativi di Ellwangen, troviamo differenze nelle frequenze alleliche per varianti delle proteine dell’immunità innata Ficolin-2 e NLRP14 nei siti coinvolti nella determinazione della specificità. Abbiamo anche osservato che HLA-DRB1 * 13 è più del doppio più frequente nella popolazione moderna, mentre gli alleli HLA-B che codificano per un’isoleucina in posizione 80 (I-80 +), gli alleli HLA C * 06: 02 e gli alleli HLA-DPB1 che codificano l’istidina in posizione 9 è la metà più frequente nella popolazione moderna. Le simulazioni mostrano che la selezione naturale ha probabilmente guidato questi cambiamenti di frequenza allelica. Pertanto, i nostri dati suggeriscono che le frequenze alleliche di HLA, geni coinvolti nell’immunità innata e adattativa responsabili delle risposte extracellulari e intracellulari a batteri patogeni, come Y. pestis , potrebbero essere stati colpiti dalle epidemie storiche verificatesi in Europa“.
“Sopravvivenza del più adattato”
Simulazioni successive hanno mostrato che la selezione naturale probabilmente ha guidato questi cambiamenti di frequenza allelica. “Penso che questo studio dimostri che possiamo concentrarci su queste stesse famiglie di geni nel guardare all’immunità nelle pandemie moderne“, ha detto Norman. “Sappiamo che questi geni sono stati fortemente coinvolti nel guidare la resistenza alle infezioni”. Lo studio dimostra anche che, finora, non importa quanto sia mortale una pandemia, ci sono sempre dei sopravvissuti. “Fa luce sulla nostra evoluzione”, ha detto Norman. “Ci saranno sempre persone che avranno una certa resistenza. Semplicemente non si ammalano e muoiono e la popolazione umana si riprende”. Tuttavia, il ricercatore non vuole che le persone ricevano il messaggio sbagliato, specialmente nell’era del Covid-19. “Non vorrei scoraggiare nessuno dal prendere un vaccino per l’attuale pandemia”, ha detto Norman. “È una scommessa molto più sicura che contare sui tuoi geni per salvarti”,
