Un nuovo studio effettuato da un ricercatore dell’Università dell’Arizona, ha scoperto che un’epidemia di coronavirus è scoppiata nella regione dell’Asia orientale più di 20.000 anni fa, con tracce dell’epidemia evidenti nel corredo genetico delle persone di quell’area.
In un articolo pubblicato su Current Biology, i ricercatori hanno analizzato i genomi di oltre 2.500 esseri umani moderni di 26 popolazioni in tutto il mondo, per capire meglio come gli esseri umani si siano adattati agli storici focolai di coronavirus. Il team, co-guidato da ricercatori dell’Università dell’Arizona e dell’Università di Adelaide, ha utilizzato metodi computazionali per scoprire tracce genetiche di adattamento ai coronavirus, la famiglia di virus responsabile di tre grandi epidemie negli ultimi 20 anni, incluso il COVID 19.
Negli ultimi 20 anni, ci sono stati tre focolai epidemici di coronavirus gravi: SARS-CoV che ha portato alla sindrome respiratoria acuta grave, che ha avuto origine in Cina nel 2002 e ha ucciso più di 800 persone; MERS-CoV che portò alla sindrome respiratoria mediorientale, che ha ucciso più di 850 persone; e SARS-CoV-2 che ha portato a COVID-19, uccidendo 3,8 milioni di persone.
Ma questo studio sull’evoluzione del genoma umano ha rivelato un’altra grande epidemia di coronavirus scoppiata migliaia di anni prima.
“È come trovare impronte fossili di dinosauri invece di trovare direttamente ossa fossilizzate”, ha affermato David Enard, professore presso il Dipartimento di ecologia e biologia evolutiva dell’UArizona e uno degli autori principali dello studio. “Non abbiamo trovato direttamente l’antico virus, ma abbiamo trovato le firme della selezione naturale che ha imposto ai genomi umani al momento di un’antica epidemia”.
Un’epidemia di Coronavirus colpì l’Asia 20 mila anni fa
Il team ha sintetizzato sia le proteine umane che quelle SARS-CoV-2, senza utilizzare cellule viventi, e ha dimostrato che queste proteine interagiscono direttamente e specificatamente indicando la natura conservata del meccanismo utilizzato dai coronavirus per invadere le cellule. I genomi umani moderni contengono informazioni evolutive che risalgono a centinaia di migliaia di anni fa, inclusi adattamenti fisiologici e immunologici che hanno permesso agli esseri umani di sopravvivere a nuove minacce, inclusi i virus.
I risultati hanno rivelato che gli antenati dei popoli dell’Asia orientale hanno sperimentato un’epidemia di una malattia indotta dal coronavirus simile a COVID-19. Le persone dell’Asia orientale provengono dall’area che ora è Cina, Giappone, Mongolia, Corea del Nord, Corea del Sud e Taiwan.
Per invadere le cellule, un virus deve attaccarsi e interagire con proteine specifiche prodotte dalla cellula ospite note come proteine interagenti virali o VIP. I ricercatori hanno trovato segni di adattamento in 42 diversi geni umani che codificano i VIP, suggerendo che gli antenati dei moderni asiatici orientali furono esposti per la prima volta ai coronavirus oltre 20.000 anni fa.
“Abbiamo scoperto che i 42 VIP sono attivi principalmente nei polmoni – il tessuto più colpito dai coronavirus – e abbiamo confermato che interagiscono direttamente con il virus alla base dell’attuale pandemia”, ha affermato il primo autore del documento Yassine Souilmi della School of Biological dell’Università di Adelaide.
Oltre ai VIP, che si trovano sulla superficie di una cellula ospite e utilizzati dai coronavirus per entrare nella cellula, i virus interagiscono con molte altre proteine cellulari una volta all’interno.
“Abbiamo scoperto che quei geni umani che codificano le proteine che prevengono o aiutano il virus a moltiplicarsi hanno sperimentato una selezione naturale molto più ampia circa 25.000 anni fa di quanto ci si aspetterebbe in genere”, ha dichiarato Enard.
Il lavoro mostra che nel corso dell’epidemia, la selezione ha favorito alcune varianti dei geni umani coinvolti nelle interazioni virus-cellula che avrebbero potuto portare a una malattia meno grave. Lo studio delle “tracce” lasciate dai virus antichi può aiutare i ricercatori a comprendere meglio come i genomi di diverse popolazioni umane si siano adattati ai virus che sono emersi come importanti motori dell’evoluzione umana.
Altri studi indipendenti hanno dimostrato che le mutazioni nei geni VIP possono mediare la suscettibilità al coronavirus e anche la gravità dei sintomi di COVID-19. E diversi VIP sono attualmente utilizzati nei trattamenti farmacologici per COVID-19 o fanno parte di studi clinici per l’ulteriore sviluppo di farmaci.
“Le nostre interazioni passate con i virus hanno lasciato segnali genetici rivelatori che possiamo sfruttare per identificare i geni che influenzano l’infezione e la malattia nelle popolazioni moderne e possono informare gli sforzi di riutilizzo dei farmaci e lo sviluppo di nuovi trattamenti”, ha affermato il coautore dello studio Ray Tobler dell’Università della Scuola di Scienze Biologiche di Adelaide.
“Scoprendo i geni precedentemente colpiti da epidemie virali storiche, il nostro studio punta alla promessa di analisi genetiche evolutive come nuovo strumento per combattere le epidemie del futuro“, ha affermato Souilmi.
Gli autori dello studio affermano che la loro ricerca potrebbe aiutare a identificare i virus che hanno causato epidemie in un lontano passato e potrebbero farlo in futuro. Studi come il loro aiutano i ricercatori a compilare un elenco di virus potenzialmente pericolosi e quindi a sviluppare diagnosi, vaccini e farmaci per l’eventualità del loro ritorno.
