Pipistrelli: Corona senza sintomi
Il genoma dei mammiferi volanti potrebbe offrire nuovi approcci per soluzioni mediche
I pipistrelli hanno la capacità di tollerare i coronavirus e altri virus senza ammalarsi. Ciò è dovuto a particolari adattamenti del loro sistema immunitario. Nell'ambito del progetto "Bat1K", un team di ricerca internazionale ha creato genomi di alta qualità di pipistrelli per analizzare questi adattamenti. Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica "Nature", mostra che i pipistrelli hanno più adattamenti genetici nei geni immunitari rispetto agli altri mammiferi. In particolare, il gene ISG15 svolge un ruolo chiave: in alcuni pipistrelli può ridurre la produzione di virus SARS-CoV-2 fino al 90%. I risultati potrebbero aiutare a sviluppare nuovi approcci medici per combattere le malattie virali.
I pipistrelli sono affascinanti per le loro caratteristiche uniche. Essendo gli unici mammiferi in grado di volare, svolgono un ruolo importante nell'ecosistema: impollinano le piante, diffondono i semi e contribuiscono all'equilibrio della popolazione di insetti grazie alle loro abitudini alimentari. Grazie al loro eccezionale orientamento tramite l'ecolocalizzazione a ultrasuoni, sono perfettamente adattati al loro stile di vita notturno. "I pipistrelli sono anche di grande interesse per la ricerca medica: L'analisi del loro sistema immunitario e della loro particolare tolleranza virale può fornire indicazioni preziose per lo sviluppo di nuove terapie e farmaci", spiega il Prof. Dr. Michael Hiller, portavoce dell'ex Centro LOEWE dell'Assia per la Genomica Traslazionale della Biodiversità e professore di Genomica Comparata presso la Goethe University e l'Istituto di Ricerca Senckenberg e il Museo della Natura di Francoforte, e continua: "Sono anche noti per essere portatori di numerosi virus, compresi quelli trasmissibili all'uomo, come i coronavirus. È interessante notare, tuttavia, che i pipistrelli non mostrano alcun sintomo di malattia quando vengono infettati da questi virus".
Insieme a un team di ricerca internazionale, Hiller ha sequenziato genomi di alta qualità di dieci specie di pipistrelli nell'ambito del progetto "Bat1K", tra cui specie note per essere portatrici di coronavirus e altri virus. "La capacità dei pipistrelli di controllare le infezioni virali senza ammalarsi è probabilmente dovuta a particolari adattamenti del loro sistema immunitario. Per determinare quali geni sono coinvolti, abbiamo utilizzato i nuovi genomi dei pipistrelli per analizzare un totale di 115 genomi di altri mammiferi e abbiamo cercato sistematicamente i loro geni alla ricerca di segni di adattamenti genetici", spiega Hiller. Tali adattamenti possono essere rilevati come tracce di selezione positiva e possono indicare cambiamenti funzionali.
Il risultato dell'analisi approfondita mostra che i pipistrelli presentano tali adattamenti nei geni immunitari molto più frequentemente di altri mammiferi". La dott.ssa Ariadna Morales, prima autrice dello studio, ex LOEWE-TBG e ora Senckenberg Research Institute e Museo della Natura di Francoforte, sottolinea: "Le nostre indagini mostrano che l'antenato comune di tutti i pipistrelli ha un numero inaspettatamente elevato di geni immunitari con firme di selezione. Ciò suggerisce che l'evoluzione del sistema immunitario dei pipistrelli potrebbe essere strettamente legata allo sviluppo della capacità di volare".
Il team di ricerca ha prestato particolare attenzione al gene ISG15, che è associato a una grave forma di COVID-19 nell'uomo. Nei pipistrelli esaminati sono stati riscontrati importanti cambiamenti nella sequenza della proteina. Gli esperimenti condotti su linee cellulari dal Prof. Dr. Aaron Irving della Zhejiang University School of Medicine in Cina e dal Prof. Dr. Arinjay Banerjee dell'Università di Saskatchewan in Canada hanno dimostrato che il gene ISG15 di alcuni pipistrelli può ridurre la produzione di virus SARS-CoV-2 dell'80-90%. Al contrario, il gene ISG15 del genoma umano non ha mostrato alcun effetto antivirale in questo esperimento.
"Il gene ISG15 è quindi probabilmente uno dei diversi fattori che contribuiscono alla resistenza alle malattie virali nei pipistrelli", riassume Hiller e continua: "Questi risultati promettenti possono essere utilizzati come base per ulteriori indagini sperimentali, necessarie per decifrare gli adattamenti unici del sistema immunitario dei pipistrelli".
Lo studio sottolinea il potenziale per ottenere nuove conoscenze sulla gestione delle malattie virali attraverso lo studio dei genomi dei pipistrelli. Insieme ad altri ricercatori di "Bat1K", Hiller affronterà la questione nell'ambito di una sovvenzione ERC Synergy Grant. I risultati potrebbero portare a strategie innovative in medicina nel lungo periodo.
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Pubblicazione originale
Ariadna E. Morales, Yue Dong, Thomas Brown, Kaushal Baid, Dimitrios - Georgios Kontopoulos, Victoria Gonzalez, Zixia Huang, Alexis-Walid Ahmed, Arkadeb Bhuinya, Leon Hilgers, Sylke Winkler, Graham Hughes, Xiaomeng Li, Ping Lu, ... Arinjay Banerjee, Aaron T. Irving, Michael Hiller; "Bat genomes illuminate adaptations to viral tolerance and disease resistance"; Nature, 2025-1-29
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