- I ricercatori hanno recentemente studiato il motivo per cui i mammiferi carnivori sono portatori di così tante malattie infettive che colpiscono sia gli animali che gli esseri umani.
- Hanno scoperto che i carnivori hanno geni immunitari mancanti o mutati che li rendono meno capaci di identificare e respingere gli agenti patogeni.
- Gli scienziati ritengono che gli effetti antimicrobici di una dieta carnivora aiutino a compensare l’immunità ridotta dei carnivori.
- I ricercatori affermano che l’allevamento di carnivori nelle vicinanze potrebbe aumentare il rischio di formazione di “serbatoi di malattie”.
Molti agenti patogeni virali e batterici, tra cui SARS-CoV-2 e Salmonella, può infettare gli ospiti animali prima di causare l’infezione nell’uomo.
In giro
Non è noto perché esattamente i carnivori siano portatori di così tanti agenti patogeni zoonotici. I ricercatori hanno ipotizzato che potrebbe essere dovuto a differenze nel loro sistema immunitario o che, poiché trasportano naturalmente molti agenti patogeni, trasportano proporzionalmente più agenti patogeni zoonotici.
Capire come si comportano i patogeni zoonotici nei carnivori potrebbe aiutare i ricercatori a proteggersi dai loro rischi per la salute umana.
In un recente studio condotto dall’Università di Cambridge nel Regno Unito e dalla Genentech Inc. a South San Francisco, i ricercatori hanno scoperto che agli animali carnivori mancano i geni chiave necessari per rilevare e proteggere dagli agenti patogeni.
“Abbiamo scoperto che nei carnivori manca un’intera coorte di geni infiammatori – non ce lo aspettavamo affatto”, afferma la prof.ssa Clare Bryant del Dipartimento di medicina veterinaria dell’Università di Cambridge e autrice senior dell’articolo.
“Pensiamo che la mancanza di questi geni funzionanti contribuisca alla capacità dei patogeni di nascondersi inosservati nei carnivori, di mutare potenzialmente ed essere trasmessi, diventando un rischio per la salute umana”, ha aggiunto.
Lo studio appare in Rapporti sulle celle.
Risposta immunitaria
Per iniziare, i ricercatori hanno esaminato i genomi dei carnivori nel database del genoma Ensembl per la presenza di geni correlati al sistema immunitario e alla morte cellulare. Hanno scoperto che i carnivori hanno geni diversi legati all’immunità rispetto agli umani e ai topi.
Per vedere come funzionavano in pratica questi geni, i ricercatori hanno condotto esperimenti su linee cellulari immortalizzate ottenute da cellule immunitarie del cane. Hanno testato la risposta infiammatoria di queste cellule ai batteri, tra cui S. Typhimurium, una delle principali cause di gastroenterite umana.
In tal modo, hanno scoperto che le cellule del cane avevano una risposta notevolmente compromessa rispetto alle cellule umane.
Per capire perché questo fosse il caso, i ricercatori hanno eseguito un’analisi genetica delle linee cellulari. Hanno scoperto che i geni chiave per il rilevamento delle infezioni mancavano negli animali carnivori, come i cani.
Mentre tre geni necessari per la salute dell’intestino erano presenti nel DNA del cane, avevano perso la loro funzione. I ricercatori hanno anche scoperto che un terzo gene importante per la salute dell’intestino ha sviluppato una mutazione che ha causato la fusione di due enzimi chiamati caspasi. Questa fusione lo rende incapace di svolgere il suo ruolo vitale nell’elaborazione della risposta immunitaria proinfiammatoria.
“Abbiamo scoperto che gli animali dell’ordine Carnivora avevano perso i recettori (trigger) che riconoscono gli insetti o avevano acquisito una proteina caspasi effettrice (una che elabora le proteine infiammatorie nella loro forma attiva) che era mutata, portando a un riconoscimento inefficiente degli insetti e a un sistema immunitario notevolmente ridotto. risposte contro di loro”, ha detto il prof. Bryant Notizie mediche oggi.
Quando si incontrano agenti patogeni nell’intestino, il sistema immunitario umano e quello del topo attivano percorsi di morte cellulare infiammatoria che proteggono l’intestino dalle infezioni. Poiché i geni necessari per questi processi o non esistono o non funzionano nei carnivori, non sono in grado di riconoscere alcuni agenti patogeni e rispondono scarsamente ad altri.
“Mentre [the missing genes compromise] la risposta infiammatoria delle cellule del cane contro i microbi patogeni, questo è più importante nell’intestino che altrove, e pensiamo che i carnivori, a causa della natura antimicrobica della loro dieta ricca di proteine, abbiano perso la necessità di questi geni immunitari nell’intestino, ” ha detto il prof. Byrant MNT.
“Questo è un problema anche in altri organi, ad esempio i polmoni, e quindi questo potrebbe aiutare a spiegare i problemi osservati con il visone e il COVID-19”.
Adattamento evolutivo
Per spiegare i loro risultati, i ricercatori affermano che le diete ad alto contenuto proteico dei carnivori hanno proprietà antimicrobiche. Pertanto, ipotizzano che la perdita di funzionalità tra specifici geni immunitari nei carnivori potrebbe essere dovuta alla protezione dalle loro abitudini alimentari.
Il team suggerisce che la prova di ciò è che i carnivori espellono le infezioni intestinali come diarrea, uno dei 21 motivi più comuni per cui le persone portano gli animali domestici dal veterinario. Inoltre, sia i gatti che i cani possono portare asintomaticamente Salmonella.
“La perdita di geni immunitari, in particolare la mutazione della caspasi effettrice, si è verificata all’inizio dell’albero evolutivo: tutti i carnivori hanno questa proteina mutante”, ha affermato il prof. Byrant, “Questo ci ha suggerito qualcosa di fondamentale sullo stile di vita dei carnivori che potrebbe hanno portato a non richiedere questi geni e quindi alla loro perdita per un tempo molto lungo”.
“Un lavoro elegante sui vermi nutriti con una dieta ricca di proteine mostra che mangiare questo tipo di cibo riduce la quantità di microbi nelle loro viscere [markedly], e ipotizziamo che questo sia quello che è successo nel Carnivora. Una dieta ricca di proteine produce sostanze antimicrobiche, riducendo la presenza di agenti patogeni nelle loro viscere, riducendo così la necessità di questi geni immunitari per combattere le infezioni lì”, ha spiegato.
“Significa anche, tuttavia, che anche questi geni immunitari vengono persi o mutati in altre parti del corpo”.
Per concludere, i geni mancanti nei carnivori potrebbero compromettere la capacità del loro sistema immunitario di rilevare gli agenti patogeni e quindi lasciarli inosservati e a rischio di accumulo e mutazione.
Tuttavia, i ricercatori affermano che i loro risultati non significano che cani o gatti possano trasmettere SARS-CoV-2. Piuttosto, dicono che un gran numero di carnivori tenuti insieme potrebbe creare un “serbatoio di malattie” che consente agli agenti patogeni di mutare.
“Se ricordi, il visone è stato infettato da SARS-CoV-2 e si pensava che il virus fosse mutato in loro e si fosse diffuso nuovamente alle persone”, ha affermato il prof. Byrant. “Quindi, come in un ambiente scolastico o in altri luoghi in cui molte persone sono raggruppate insieme all’interno, aumenta la quantità di virus e il potenziale di mutazione, l’allevamento del visone si traduce in un gran numero di animali raggruppati insieme, il che ha facilitato ciò che è accaduto”.
“Al contrario, simile alle vacanze scolastiche, questo tipo di evento non sembra accadere quando gli animali sono dispersi in piccoli numeri, poiché questo problema è stato davvero limitato agli allevamenti di visoni durante la pandemia”, ha concluso.
