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Il governo USA arruola i maschi della zanzara nella lotta alle malattie endemiche

Il governo USA arruola le zanzare maschio per neutralizzare le zanzare femmina (veicolo di malattia).
Dove non sono riusciti i trattamenti chimici potrebbe arrivare la cara e vecchia strategia dell'arruolare un nemico e usarlo come arma contro i suoi consimili.

Zanzara tigre
(credit: D.
Kunkel Microscopy/SPL)
Le zanzare sono forse gli animali meno amati specialmente da chi è costretto a vivere le sere d'estate in una bolla di zampironi e la notte si trova a smanacciare invano contro il ronzio invisibile che sembra prediligere le vicinanze del padiglione auricolare. Certo forse ci saranno anime buone tra i panteisti nostrani che ritengono ogni creatura un dono, ma credo siano molti di più quelli che prima o poi hanno domandato al biologo di turno "ma in natura a che servono le zanzare?"
Senza addentrarci nei meandri delle preferenze alimentari di alcuni uccelli e di topi volanti (pipistrelli), che ne sono ghiotti ma non disdegnano altri insetti, il dato inoppugnabile è che le zanzare sono un veicolo di malattie anche molto gravi diffuse in un'ampia area che va dall'equatore alle nostre latitudini. Tra le malattie veicolate dalle zanzare (in particolare alcune specie del genere AnophelesAedes) cito a memoria malaria, febbre gialla, infezione da virus Zika, febbre da West Nile Virus,  etc.
Nonostante i tentativi di bonifica su ampia scala resi possibili dalla invenzione del DDT nei primi anni '50, l'iniziale e straordinario successo fu solo temporaneo sia a causa della tossicità aspecifica dell'insetticida che dalla comparsa di ceppi resistenti della zanzara. Non è un caso che i successi più duraturi nella lotta millenaria contro la malaria siano stati ottenuti grazie a massicce opere di bonifica ambientale, intesa qui non come problema legato all'inquinamento ma alla rimozione di ambienti permissivi (e totalmente naturali) per la proliferazione della zanzara come le aree paludose.
Rimanendo nell'ambito del nostro paese non possiamo la bonifica delle paludi pontine e del ferrarese come i passaggi chiave per l'eradicazione della malaria.
Precisiamo subito un dettaglio importante. La "malattia da zanzara" non è dovuta alla zanzara per sé ma al fatto che possono fungere da trasportatore di virus (es. Zika) o di altri microbi (es. il plasmodio della malaria) che vengono trasmessi durante il pasto ematico della zanzara (femmina). Se nel caso dei virus la zanzara funge da "semplice" trasportatore passivo e potrebbe quindi essere veicolato da altri insetti ematofagi, la situazione è ben più complessa nel caso delle patologie da protozoi; limitandoci alla malaria, il plasmodio necessita del passaggio attraverso la zanzara per completare una fase ben definita ed essenziale del suo ciclo vitale di cui la fase nell'essere umano (o altri mammiferi con specie diverse di plasmodio) è solo una parte. Giusto per capirci, per essere in grado di infettare un altro essere umano il plasmodio "succhiato" dalla zanzara deve prima completare una fase dello sviluppo dentro la zanzara e solo allora sarà "abilitato" a colonizzare un altro essere umano.  Da qui la nozione che per alcune malattie veicolate dalle zanzare (la malaria appunto), eliminare il veicolo ha effetti risolutivi sulla diffusione della malattia.
Colpire il bacino di incubazione del microbo patogeno è quindi un obbiettivo con prospettive di efficacia superiori a quelle potenzialmente offerte da un vaccino antimalarico, che (per una serie di ragioni legate alla biologia del patogeno) è finora sfuggito ai pur decennali tentativi di sviluppo.
La bonifica delle paludi non è un percorso fattibile ovunque. Pensiamo ad esempio agli acquitrini d Florida e Louisiana piuttosto che alle foreste tropicali serbatoio del virus Zika et similia. Un modo indiretto e a minor costo, oltre che ecologico, è quello di colpire la popolazione vettore facendo calare la progenie. Due sono gli approcci classici, a mia conoscenza. Si potrebbe utilizzare un numero molto elevato di individui (maschi) sterili così da metterli in competizione con quelli in natura, con l'effetto di ridurre il numero di accoppiamenti "utili". Altra strada è quella di usare individui infettati con un qualche microbo specifico per la zanzara (e solo per lei) che una volta liberati fungerebbero da veicolo di diffusione della malattia con riduzione del numero di zanzare.
Quest'ultimo approccio ha vantaggi e svantaggi. Se tra i "pro" vi è la possibilità di diffondere la malattia senza grossi interventi manuali sul campo, è necessario prima identificare un microbo "specifico" per la zanzara che non sia dotato di tossicità acuta (se la zanzara infetta muore dopo un giorno la disseminazione viene bloccata sul nascere).
La strada scelta dai ricercatori della azienda MosquitoMate si è focalizzata su questo limite, identificando un batterio capace di causare sterilità "a posteriori" nei maschi di zanzara prevenendo lo sviluppo completo delle uova fecondate. Il batterio "sterilizzatore" è la Wolbachia pipientis e la zanzara bersaglio la Aedes albopictus. La procedura usata è semplice anche se quantitativamente limitata. In sintesi i ricercatori allevano le zanzare in presenza del batterio, separando poi maschi dalle femmine mediante analisi morfologica. Una volta raccolto un numero sufficiente di maschi infetti (denominati ZAP) questi vengono rilasciati nelle aree test dove si accoppieranno con le femmine locali. Il vantaggio è che non serve produrre un numero troppo elevato di maschi per metterli in competizione riproduttiva con i maschi locali; durante l'accoppiamento il batterio verrà trasmesso e questo impedirà il corretto sviluppo dell'embrione. Le uova rilasciate non si dischiuderanno neutralizzando così il ciclo riproduttivo della zanzara che si era accoppiata anche con maschi non infetti.

Alcune precisazioni sono importanti.
Il batterio usato non è frutto di una modifica di laboratorio. Il genere Wolbachia è molto diffuso nella popolazione di zanzare (almeno il 10% in natura è infetto) ed  è noto per causare problemi riproduttivi. Solitamente i maschi vengono uccisi durante la fase larvale o acquisiscono tratti femminili dopo la schiusa il che non ha un grosso impatto sui numeri della popolazione (bastano pochi maschi per ricostituire la popolazione). Il punto chiave sfruttato dai ricercatori è la cosiddetta incompatibilità citoplasmatica, cioè l'incapacità dei maschi infettati da Wolbachia di riprodursi con successo con femmine non infette o infette con una specie diversa di Wolbachia. Al contrario se il maschio infetto si accoppia con femmine portatrici della stessa specie di batterio, queste rimarrebbero fertili.
Quello che hanno fatto è stato quindi selezionare un tipo di batterio incapace di infettare alcun altro insetto e che appartenesse ad un ceppo diverso da quello presente nella popolazione naturale che si voleva colpire. La selezione dei maschi allevati in laboratorio ha permesso di eliminare il collo di bottiglia di una loro minor frequenza e/o longevità.

Negli scorsi anni sono stati effettuati diversi test sul campo in alcune aree ristrette degli USA per verificare la capacità di diffusione, sicurezza ed efficacia. I risultati sono stati positivi tanto che la EPA (Ente di Protezione Ambientale americano) ha autorizzato il passaggio alla fase operativa basata sul rilascio dei maschi in 20 stati USA, ivi compresa Washington DC. La scelta "limitata" viene dalla selezione di aree con caratteristiche climatiche (temperatura e precipitazioni) simili a quelle delle aree test (Kentucky, New York, California). Sono rimasti esclusi finora gli stati sudorientali (in pratica quelli sotto la Cotton Belt) che ospitano le aree a densa popolazione di zanzare e con lunghe stagioni riproduttive; lo sforzo logistico e produttivo sarebbe stato troppo alto per sperare di vedere risultati.
La vasta diffusione di due tra le specie di zanzare potenziale veicolo di malattie
(credit: Boston University)
La Aedes albopictus è diffusa anche dalle nostre parti (credit: ECDC and EFSA)

Uno dei problemi che si dovrà infatti affrontare è proprio nella capacità produttiva. Ad oggi la separazione dei maschi dalle femmine avviene manualmente e solo di recente sono state sperimentate procedure meccaniche. Per colpire la popolazione di zanzare di un'intera città servirebbe una produzione settimanale di milioni di ZAP, ad indicare la necessità di metodi produttivi più efficaci. Ad oggi ci si avvale dell'irradiazione con raggi X delle zanzare selezionate a dosi innocue sui maschi ma capaci di sterilizzare le femmine; si evita così il rischio di rilasciare nell'ambiente femmine capaci di riprodursi che essendo infettate con lo stesso ceppo di batterio sopprimerebbero la capacità sterilizzatrice del batterio.

Test simili sono stati condotti anche in Cina dove le autorità locali in sinergia con le biotech hanno liberato in alcune aree della regione del  Guangzhou, 5 milioni di zanzare infette ogni settimana. Il Brasile è un'altra area in cui si sta pensando di usare questa strategia per contrastare il diffondersi dell'epidemia da virus Zika, veicolato dall'Aedes aegypti) che come sappiamo (vedi --> "I casi di microcefalia in Brasile") è responsabile di gravi difetti nello sviluppo fetale umano aumentati a dismisura negli ultimi anni. In questo caso l'approccio proposto dalla azienda inglese Oxitec sfrutta  zanzare modificate geneticamente in cui i maschi sono portatori di gene letale per tutta la loro progenie.


Fonte
- EPA Registers the Wolbachia ZAP Strain in Live Male Asian Tiger Mosquitoes 


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