Kei Sato era alla ricerca della sua prossima grande sfida cinque anni fa, quando questa colpì in faccia lui e il mondo. Il virologo aveva recentemente fondato un gruppo indipendente presso l’Università di Tokyo e stava cercando di ritagliarsi una nicchia nell’affollato campo della ricerca sull’HIV. “Ho pensato: ‘Cosa posso fare per i prossimi 20 o 30 anni?’”
Ha trovato una risposta nel SARS-CoV-2, il virus responsabile della pandemia di COVID-19 diffondendosi rapidamente in tutto il mondo. Nel marzo 2020, mentre circolavano voci secondo cui Tokyo avrebbe potuto affrontare un blocco che avrebbe interrotto le attività di ricerca, Sato e cinque studenti si sono trasferiti nel laboratorio di un ex consulente a Kyoto. Lì, hanno iniziato a studiare una proteina virale utilizzata da SARS-CoV-2 sedare le prime risposte immunitarie del corpo. Sato istituì presto un consorzio di ricercatori che avrebbe pubblicato almeno 50 studi sul virus.
In soli cinque anni, SARS-CoV-2 è diventato uno dei virus più studiati del pianeta. Secondo il database di citazioni Scopus, i ricercatori hanno pubblicato circa 150.000 articoli di ricerca al riguardo. Si tratta di circa tre volte il numero di articoli pubblicati sull’HIV nello stesso periodo. Finora gli scienziati hanno anche generato più di 17 milioni di sequenze del genoma SARS-CoV-2, più che per qualsiasi altro organismo. Ciò ha fornito una visione senza precedenti dei modi in cui il virus è cambiato con la diffusione delle infezioni. "C'era l'opportunità di vedere una pandemia in tempo reale con una risoluzione molto più elevata di quanto fosse mai stato ottenibile prima", afferma Tom Peacock, virologo del Pirbright Institute, vicino a Woking, nel Regno Unito.
Ora, con la fase di emergenza della pandemia nello specchietto retrovisore, i virologi stanno facendo il punto su ciò che si può imparare su un virus in così poco tempo, compreso la sua evoluzione e le sue interazioni con gli ospiti umani. Ecco quattro lezioni dalla pandemia che secondo alcuni potrebbero potenziare il... risposta globale alle future pandemie – ma solo se le istituzioni scientifiche e sanitarie pubbliche sono in grado di utilizzarli.
Le sequenze virali raccontano storie
L’11 gennaio 2020, Edward Holmes, virologo dell’Università di Sydney, in Australia, ha condiviso quella che la maggior parte degli scienziati considera la prima sequenza del genoma della SARS-CoV-2 a un forum di discussione di virologia; aveva ricevuto i dati dal virologo Zhang Yongzhen in Cina.
Entro la fine dell’anno, gli scienziati avevano inviato più di 300.000 sequenze a un archivio noto come Iniziativa globale sulla condivisione di tutti i dati sull’influenza (GISAID). Da quel momento in poi la velocità di raccolta dei dati non ha fatto altro che aumentare man mano che si sono diffuse varianti preoccupanti del virus. Alcuni paesi hanno investito enormi risorse nel sequenziamento della SARS-CoV-2: tra loro, il Regno Unito e gli Stati Uniti hanno contribuito con oltre 8,5 milioni (vedi “Viral genome rally”). Nel frattempo, scienziati di altri paesi, tra cui Sud Africa, India e Brasile, hanno dimostrato che una sorveglianza efficiente può individuare varianti preoccupanti in contesti con risorse inferiori.
Nelle epidemie precedenti, come l’epidemia di Ebola nell’Africa occidentale del 2013-2016, i dati di sequenziamento arrivavano troppo lentamente per tracciare come il virus stava cambiando con la diffusione delle infezioni. Ma è diventato subito chiaro che le sequenze di SARS-CoV-2 sarebbero arrivate a un volume e a un ritmo senza precedenti, afferma Emma Hodcroft, epidemiologa genomica presso lo Swiss Tropical and Public Health Institute di Basilea. Lei continua a lavorare uno sforzo chiamato Nextstrain, che utilizza i dati del genoma per tracciare virus, come l'influenza, per comprenderne meglio la diffusione. "Avevamo sviluppato così tanti di questi metodi che, in teoria, avrebbero potuto essere molto utili", afferma Hodcroft. "E all'improvviso, nel 2020, abbiamo avuto l'opportunità di resistere e presentarci."
Inizialmente sono stati utilizzati i dati del sequenziamento del SARS-CoV-2 tracciare la diffusione del virus nel suo epicentro a Wuhan, in Cina, e poi a livello globale. Ciò ha risposto alle prime domande chiave, ad esempio se il virus si è diffuso in gran parte tra le persone o dalle stesse fonti animali all’uomo. I dati hanno rivelato le rotte geografiche attraverso le quali ha viaggiato il virus e le hanno mostrate molto più rapidamente di quanto avrebbero potuto fare le indagini epidemiologiche convenzionali. Successivamente, iniziarono ad apparire varianti del virus a trasmissione più rapida, che mandarono i laboratori di sequenziamento nell'iperguida. Un collettivo globale di scienziati e ricercatori amatoriali di varianti ha analizzato i dati della sequenza costantemente alla ricerca di preoccupanti cambiamenti virali.
"È diventato possibile seguire l'evoluzione di questo virus in modo estremamente dettagliato per vedere esattamente cosa stava cambiando", afferma Jesse Bloom, biologo evoluzionista virale presso il Fred Hutchinson Cancer Center di Seattle, Washington. Con milioni di genomi SARS-CoV-2 in mano, i ricercatori possono ora tornare indietro e studiarli per comprendere i vincoli sull’evoluzione del virus. "È qualcosa che non siamo mai stati in grado di fare prima", afferma Hodcroft.
I virus cambiano più del previsto
Poiché nessuno aveva mai studiato la SARS-CoV-2 prima, gli scienziati hanno formulato le proprie ipotesi su come si sarebbe adattato. Molti sono stati guidati dall’esperienza con un altro virus a RNA che causa infezioni respiratorie: l’influenza. “Semplicemente non avevamo molte informazioni su altri virus respiratori che potrebbero causare pandemie”, afferma Hodcroft.
L'influenza si diffonde principalmente attraverso il acquisizione di mutazioniche gli permettono di eludere l’immunità delle persone. Poiché nessuno era mai stato infettato dal SARS-CoV-2 prima del 2019, molti scienziati non si aspettavano di vedere molti cambiamenti virali fino a quando non fosse stata esercitata una sostanziale pressione sul sistema immunitario delle persone, attraverso infezioni o, meglio ancora, vaccinazioni.
L’emergere di varianti più veloci e mortali di SARS-CoV-2, come Alpha e Delta, ha cancellato alcune ipotesi iniziali. Anche all’inizio del 2020, SARS-CoV-2 aveva rilevato un singolo cambiamento di amminoacidi che ne aveva sostanzialmente aumentato la diffusione. Ne sarebbero seguiti molti altri.
"Ciò che mi sbagliavo e non avevo previsto era quanto sarebbe cambiato a livello fenotipico", afferma Holmes. "Hai visto questa straordinaria accelerazione nella trasmissibilità e nella virulenza." Ciò ha suggerito che la SARS-CoV-2 non era particolarmente adatta alla diffusione tra le persone quando è emersa a Wuhan, una città di milioni di abitanti. Avrebbe potuto benissimo svanire in un ambiente meno densamente popolato, aggiunge.
Holmes si chiede, inoltre, se il ritmo vertiginoso del cambiamento osservato fosse semplicemente un prodotto della precisione con cui la SARS-CoV-2 è stata monitorata. I ricercatori vedrebbero lo stesso tasso se osservassero l’emergere di un ceppo influenzale nuovo per la popolazione, con la stessa risoluzione? Ciò resta da determinare.
I passi da gigante iniziali compiuti dalla SARS-CoV-2 sono arrivati con una grazia salvifica: non hanno influenzato drasticamente l’immunità protettiva fornita dai vaccini e dalle infezioni precedenti. Ma le cose sono cambiate con l’emergere della variante Omicron alla fine del 2021, che è stata carica di modifiche alla sua proteina “spike” che l’hanno aiutata a schivare le risposte anticorpali (la proteina spike consente al virus di entrare nelle cellule ospiti). Scienziati come Bloom sono rimasti sorpresi dalla rapidità con cui questi cambiamenti sono apparsi nelle successive varianti post-Omicron.
E questo non è stato nemmeno l’aspetto più sorprendente di Omicron, afferma Ravindra Gupta, virologo dell’Università di Cambridge, nel Regno Unito. Poco dopo l’apparizione della variante, il suo team e altri hanno notato che, a differenza delle precedenti varianti SARS-CoV-2 come Delta che preferivano le cellule delle vie aeree inferiori del polmone, Omicron preferiva infettare le vie aeree superiori. “Documentare che un virus abbia modificato il suo comportamento biologico nel corso di una pandemia non ha precedenti”, afferma Gupta.
Orario di pubblicazione: 2025-05-26 13:59:39
