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Le implicazioni biologiche e ambientali del Covid19

Il 31 gennaio 2020 il Consiglio dei Ministri italiano, a seguito della dichiarazione dell’OMS di emergenza di sanità pubblica di rilevanza internazionale (Public Health Emergency of International Concern – PHEIC), ha decretato lo stato di emergenza per sei mesi in conseguenza del rischio sanitario da Covid-19 connesso all’infezione da virus SARS-CoV-2, il cui focolaio è esploso a Wuhan in Cina e ufficialmente dichiarato a dicembre 2019. Il virus si è espanso ed è arrivato in Italia con una rapida diffusione principalmente al settentrione. Inizialmente Lombardia e 14 Province sono state dichiarate, l’8 marzo, zone di tutela rafforzata, poi con un successivo decreto del presidente del Consiglio, Giuseppe Conte, del 9 marzo tutta la penisola è stata dichiarata Zona Protetta con la chiusura delle attività commerciali, eccetto i servizi essenziali (come ad esempio le attività di vendita di generi alimentari, farmacie, pompe funebri e lavanderie.

COVID-19, sigla che sta per ‘Corona Virus Diseases 19’, cioè malattia da coronavirus 2019, è una malattia respiratoria causata dal nuovo virus SARS-CoV-2, denominato così perché è molto simile a quello della SARS (Severe Acute Respiratory Sindrome).

I tempi di incubazione sono da 1 a 14 giorni, i sintomi sono tosse, febbre, dispnea e può evolvere in polmonite, shock settico e collasso multi-organo con possibili esiti fatali. I soggetti asintomatici potrebbero risultare positivi al tampone orofaringeo e quindi essere portatori sani e trasmettere la malattia, (spreaders). Questo virus è difatti ad alta trasmissione interumana, disperdendosi nell’aria attraverso le goccioline di saliva. In dicembre 2019, le persone infette in Cina erano 73.230 e 1.871 i morti (tasso di mortalità al 2,6%). L’11 marzo 2020 l’OMS ha proclamato lo stato di pandemia, a causa della velocità di trasmissione e della dimensione del contagio ma, nonostante questa definizione, si dichiara che può essere ancora controllata. In Italia, al 19 marzo, sono stati identificati in totale oltre 41.000 casi di COVID-19 diagnosticati come positivi per SARS-CoV–2, di cui oltre 3.400 sono deceduti e oltre 4.400 guariti. Il sistema sanitario italiano è sotto pressione, le terapie intensive scarseggiano e il Governo sta mettendo in campo risorse per rendere più efficiente il contrasto della pandemia.

Ma che cosa è il SARS-CoV-2? Prima di addentrarci nella conoscenza di questo virus è necessario capire che cosa sono questi organismi. I virus sono definiti ‘parassiti intracellulari obbligati’, si replicano, cioè ‘riproducono’ solo all’interno di una cellula, eucariote (animale o vegetale) o procariote (batterica). Grazie all’avvento del microscopio elettronico è stato possibile osservarli, in quanto le loro dimensioni non superano i 400 nanometri (1 nanometro equivale ad un miliardesimo di metro) e possiedono morfologie molto diverse con simmetrie ben definite(filamentosi, icosaedrici, sferici ecc.). Premessa la varietà di forme e strutture, gli elementi essenziali di un virus sono: il capside ovvero la struttura proteica che contiene il DNA o RNA, il codice genetico che può essere a singolo o doppio filamento, uno o l’altro non entrambi, che permette loro di replicarsi, cioè di produrre altro materiale genetico sfruttando l’ambiente cellulare e di produrre i componenti per l’assemblaggio del virione, la particella virale (capside con all’interno il genoma). Una volta assemblati i virioni non crescono e non vanno incontro a divisione (come le cellule batteriche e le cellule eucarioti). Non possiedono un metabolismo energetico, né appunto sistemi ‘riproduttivi’, ma sfruttano i loro acidi nucleici, attivabili solo all’interno di una cellula. Sono state ipotizzate diverse teorie sulla loro evoluzione e sul loro significato biologico, ma al momento nessuna confermata. I Coronavirus sono un ampio gruppo di virus il cui nome deriva dalla presenza sul pericapside di spicole, glicoproteine che servono per aderire all’ospite, che sembrano formare una “corona” intorno al virione. Sono virus che infettano uomo, causando raffreddori comuni e animali, quali maiali, uccelli, scimmie, pipistrelli e sono stati studiati più approfonditamente a seguito dell’epidemia della SARS del 2003 anch’essa esplosa in Cina e la Sindrome Respiratoria Medio-Orientale (MERS) diffusasi in Arabia Saudita nel 2012 con alti tassi di mortalità (10-30%) diventando in breve tempo entrambi emergenze sanitarie. È un gruppo caratterizzato da una vasta variabilità sia in termini genetici sia strutturali e probabilmente la loro distribuzione è sottostimata in quanto molti animali possono essere significativireservoirs (serbatoi) di infezione. È stato ipotizzato infatti che i pipistrelli possano essere stati il serbatoio naturale sia della SARS, che della MERS, ma non è stato identificato alcun progenitore comune diretto che fosse capace di infettare le cellule umanecome nello studio indicato. Il progenitore è il primo virus che da origine a un successivo ceppo di popolazioni virali con le stesse capacità replicative e di avere come bersaglio specifici organismi e quindi di parassitarli. Le stesse ipotesi sono al vaglio per il SARS-CoV-2, il nuovo coronavirus, rappresentato in figura 2, poiché il gruppo di ricercatori che lo ha isolato ha riscontrato un’alta omologia di sequenza genetica con quelle di due ceppi di coronavirus isolati in popolazioni di pipistrello della Cina sud-occidentale.

La questione è però perché coronavirus di pipistrello non infetta le cellule umane? Questo perché, soffermandoci ancora sulla figura 2, la proteina di superficie di colore giallo definita “Spike”, quella che forma la corona appunto, possiede delle piccole diversità chimico strutturali che non le permettono di legarsi al recettore delle nostre cellule, ACE2 (Angiotensin-converting enzyme), enzima convertitore dell’angiotensina localizzato sulle membrane cellulari dell’endotelio polmonare. Questo enzima è fondamentale nel sistema renina-angiotensina-aldosterone, responsabile nel regolare il volume dei liquidi extracellulari e la vasocostrizione delle arterie. Nonostante ciò, bisogna considerare che sempre nello studio di Ge Xi et al., è stato identificato un ceppo di coronavirus isolato da popolazioni di pipistrello (bat SL-CoV-WIV1) con capacità di legarsi al recettore ACE2 e quindi non è da escludere l’ipotesi che anche il SARS-COV-2 possa aver saltato barriere specie-specifiche ed essere giunto sino a noi. Ancora non vi è stata conferma di un ospite intermedio o la presenza dello stesso: si ipotizzano diversi animali, tartarughe, serpenti, pangolini, per il loro traffico illegale nei mercati orientali, nel mercato del pesce dove tutto è iniziato.

Certo è che, come auspicato nel ‘lontano’ 2013 dallo studio di Ge XY, Li JL, Yang XL, Chmura AA, Zhu G, Epstein JH, et al. (Isolation and characterization of a bat SARS-like coronavirus that uses the ACE2 receptor. Nature. 2013;503(7477):535–8) poteva risultare utile la messa in atto di programmi di identificazione di patogeni in popolazioni selvatiche ad alto rischio di trasmissibilità di nuove malattie come una vera e propria strategia di contrasto alla diffusione di pandemie. È auspicabile che questo evento di portata mondiale ci faccia mettere in atto competenze essenziali, che non possono più essere sottovalutate, quali quelle della biologia e del monitoraggio ambientale, della genetica di popolazione e di gestione della fauna, al fine di ampliare ulteriormente le conoscenze per una gestione sicura e rispettosa dell’ambiente e degli organismi di cui ci nutriamo e che popolano tutti gli ecosistemi terrestri.

Monica Cinicia