La scorsa estate, il Dr. Kevin Olival si è unito a un gruppo di cacciatori indonesiani mentre si avventuravano nelle foreste di mangrovie dell'isola del Sud Sulawesi. I cacciatori cercavano pipistrelli posatoi, principalmente pipistrelli della frutta e volpi volanti, per loro, un premio redditizio che può essere spedito ai villaggi del nord come parte del commercio di carne di animali selvatici. Per Olival, i pipistrelli erano un premio di un tipo diverso.
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Olival è un cacciatore di virus. Per più di 15 anni, l'ecologo e biologo evoluzionista ha perlustrato il mondo alla ricerca di campioni di animali che ospitano alcuni dei virus più sconosciuti più spaventosi nell'ambito dell'Alleanza globale no profit EcoHealth. Il suo obiettivo: trovare il prossimo virus da scoprire negli animali che ospita la capacità di saltare agli umani e causare la prossima pandemia assassina.
Lui e il suo team sono in Indonesia per due settimane, a contatto con feci, urina e saliva e prelevando campioni di sangue dai pipistrelli; congelandoli in azoto liquido; e spedirli a un laboratorio indonesiano per i test. EcoHealth Alliance sta collaborando con una più ampia collaborazione nota come USAID PREDICT, un progetto globale da 200 milioni di dollari volto a rilevare, prevenire e controllare le malattie infettive emergenti prima che diventino pandemie in piena regola.
L'idea è abbastanza semplice. Se gli scienziati sono in grado di identificare i luoghi in cui è più probabile che i virus saltino dagli animali agli umani, possono avvertire le persone, indurle a cambiare comportamenti che aumentano i rischi e contenere qualsiasi infezione emergente. La difficoltà sta nell'identificazione. Ecco perché Olival e altri stanno cercando di costruire un sistema di allerta precoce, uno che è ancora molto agli inizi.
"Stiamo cercando di migliorare la sfera di cristallo, che è molto oscura", afferma Jonna Mazet, direttore globale di PREDICT e professore di epidemiologia all'Università della California a Davis. La domanda è: il targeting per vettori di animali è il modo migliore per raggiungere questo obiettivo?
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Pipistrelli sospesi nella zona di Tana Toraja dell'isola indonesiana di Sulawesi. (Glen Allison / Alamy) I virus zoonotici - quelli che saltano dagli animali agli umani, o viceversa - hanno causato alcune delle pandemie più devastanti del mondo. Delle circa 400 malattie infettive emergenti identificate dal 1940, oltre il 60% ha origini animali. La peste bubbonica ebbe origine nei topi cittadini. L'HIV / AIDS è iniziato come un virus nelle scimmie. L'ebola ha trovato una casa nei pipistrelli prima di saltare agli umani, in un'area della Guinea gli scienziati avevano etichettato un hotspot di virus già nel 2008. La pandemia di influenza spagnola del 1918, che ha accumulato un numero inimmaginabile di morte di circa 50 milioni di persone, è stata risalire agli uccelli.
Eppure, mentre è difficile da immaginare, un futuro breakout zoonotico potrebbe potenzialmente essere peggio. "Il mondo non è preparato", afferma Dennis Carroll, direttore della Global Health Security and Development Unit presso USAID, tramite e-mail, "per mitigare l'impatto di una minaccia emergente o prevenirne l'emergenza, lasciandoci vulnerabili alle loro conseguenze". Tali conseguenze potrebbero includere milioni di vite perse e miliardi di dollari in distruzione economica.
Oggi, alcuni credono che il tasso di nuove malattie emergenti sia in aumento. Gli studi hanno scoperto che fattori moderni come i cambiamenti climatici, il degrado ecologico e le pressioni della popolazione possono aumentare le probabilità che i virus passino dagli animali all'uomo. "Dobbiamo essere meglio informati sulle future minacce di malattie infettive prima che emergano", scrive Caroll, "in modo che le nostre contromisure tecnologiche e le nostre risposte di mitigazione possano essere meglio adattate alle specifiche della minaccia prima della sua comparsa."
Nel frattempo, PREDICT e partner come EcoHealth stanno iniziando a mettere insieme le minacce emergenti più probabili.
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Olival rilasciando una mazza dopo aver raccolto campioni per i test dei virus in Thailandia. (Copyright 2018 EcoHealth Alliance) Luoghi come Sulawesi, dove circa 500 tonnellate di pipistrelli vengono uccisi e finiscono nel nord, vengono innescati per diventare l'epicentro della prossima pandemia. Questo movimento di massa di carne non solo minaccia la conservazione dei pipistrelli - il più grande commercio di pipistrelli ha contribuito al declino della popolazione dei pipistrelli in tutto il sud-est asiatico - ma ha anche la capacità di diffondere l'infezione in altre parti del paese in pochissimo tempo. È un potente esempio di come la globalizzazione abbia creato le condizioni per far nascere persone come HIV / AIDS o Zika.
"Caccia alla carne di Bush, trasporto di animali, contatto diretto", afferma Olival. "È un'interfaccia ad alto rischio, esattamente il tipo di luogo a cui siamo maggiormente interessati per il progetto PREDICT".
I pipistrelli trasportano una percentuale maggiore di virus ancora da identificare, rischiosi per l'uomo rispetto a qualsiasi altro mammifero. Questo fatto ha affascinato Olival dal 2003, quando ha iniziato a ricercare l'intersezione di virus e animali a seguito di uno scoppio del virus Nipah in Malesia alcuni anni prima. La sua ricerca sui pipistrelli lo ha collegato ad alcune delle malattie più spaventose dei tempi: Ebola, SARS, Marburg, Hendra e probabilmente MERS sono virus killer trasportati da questi mammiferi trasportati dall'aria.
I campioni raccolti da Olival in Sulawesi sono stati inviati a un laboratorio indonesiano, dove sarebbero stati utilizzati in parte per aiutare a creare risorse locali nella speranza di fornire risposte ai virus emergenti. Tuttavia, mentre i laboratori locali analizzano sempre più campioni creando una migliore sorveglianza sul campo, gran parte del lavoro di PREDICT per scoprire nuovi virus e creare un database globale è stato completato nel laboratorio di Simon Anthony presso la Mailman School of Public Health della Columbia University.
Il team di Anthony esamina e sequenzia ogni anno oltre 5.000 campioni di sangue e tessuti. Molti provengono da animali nei punti caldi della malattia del mondo, luoghi in cui esseri umani e animali portatori di virus spesso entrano in contatto pericolosamente stretto. Ad un certo punto, gli è stato riconosciuto il merito di aver scoperto 150 virus; Stephen S. Morse, ex condirettore di PREDICT e professore di epidemiologia alla Columbia University, afferma che Anthony ha scoperto più nuovi virus di chiunque altro.
"L'obiettivo finale è quello di cercare di essere meglio preparati, in primo luogo cercare di prevenire la fuoriuscita di virus (nell'uomo)", afferma Anthony. "Questa è una prospettiva molto complessa e multi-strato. Vogliamo avere un'idea di quali sono potenzialmente pericolosi e quali non lo sono ... Siamo letteralmente all'inizio di farlo."
Quando ha iniziato a lavorare nel 2008, il team di Anthony era solito annunciare un nuovo conteggio dei virus all'inizio di ogni riunione. Man mano che le loro scoperte diventavano più frequenti, dovettero abbandonare il rituale per motivi di praticità. Il team PREDICT a livello globale, afferma, ha trovato più di 1.000 nuovi virus in 20 paesi.
Anthony passa la maggior parte del tempo a fissare lo schermo di un computer, sequenziando il codice genetico di un virus. Quindi lo inserisce in un database open source. Se il codice che ha scoperto non è riconosciuto, sa di aver scoperto un nuovo virus. "La tua ricompensa sta guardando quei risultati in quei giorni e sapendo che sei la prima persona al mondo a scoprire qualcosa", aggiunge. "Questo è fantastico di questo tipo di lavoro."
Ma in questo momento, dice, non c'è modo di dire dalla sequenza se un virus scoperto di recente può infettare e prosperare nelle cellule umane. Ciò richiede una serie di esperimenti fisici in laboratorio.
Lo studio PREDICT iniziale di cinque anni ha esplorato come raccogliere al meglio i dati sui virus. La seconda fase quinquennale, finanziata per altri due anni, ha iniziato a identificare aree ad alto rischio come Sulawesi e se gli esseri umani sono stati infettati da virus in quei luoghi. Dal 2014, i team di PREDICT hanno campionato oltre 26.000 animali e 1.700 persone in 26 paesi, principalmente in Africa e Asia.
Il programma di salute globale di Smithsonian è il principale investigatore che testa animali e umani in Kenya e Myanmar, che sono stati aggiunti a PREDICT tre anni fa. Finora, l'attenzione non è stata solo sul campionamento, ma sulla formazione dei partner di laboratorio locali e sulla creazione di una strategia di comunicazione per diffondere rapidamente le informazioni sui rischi, afferma Suzan Murray, un ufficiale medico della veterinaria della fauna selvatica Smithsonian e direttore del programma.
"Il nostro obiettivo", dice, "è quello di allenarci da un lavoro".
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I colori più caldi evidenziano le aree ritenute di maggior valore per la scoperta di nuovi virus zoonotici. a: Tutti i mammiferi selvatici b: Carnivori c: Ungulati dalle dita dei piedi. d: Bats e: Primates f: Rodents ((Olival et al / Nature)) PREDICT non è il primo progetto di detective dei virus. Nel 1915, la Fondazione Rockefeller finanziò una caccia ai virus nei paesi in via di sviluppo che cercava di ricercare e sradicare la febbre gialla. Durante i loro sondaggi, hanno trovato una serie di nuovi virus, incluso il virus Zika in Uganda nel 1947, sei decenni prima che arrivasse agli umani. Ma PREDICT è il più grande sforzo di caccia di virus in corso oggi.
È anche una prova del concetto di qualcosa di ancora più ambizioso: il Global Virome Project. Il progetto proposto, che deve ancora essere finanziato, mira a prevenire le minacce di pandemia identificando e sequenziando quasi mezzo milione di virus che possono riversarsi nell'uomo.
L'idea è nata da un incontro a cui Mazet ha partecipato al Bellagio Conference Center della Rockefeller Foundation lo scorso agosto. Durante l'incontro, Mazet afferma di essere rimasta scioccata dall'entusiasmo dimostrato dai leader dell'Organizzazione mondiale della sanità per aver intrapreso un progetto così ambizioso e costoso. "Alcuni grandi leader hanno affermato che non c'è niente di più importante che possiamo fare (per proteggere le vite umane)", aggiunge. "Questo e il cambiamento climatico. Queste sono le maggiori minacce per la nostra società e dobbiamo affrontarle."
Non è chiaro se il finanziamento emergerà per il progetto decennale. Il costo è stato stimato a 3, 4 miliardi di dollari, ma i sostenitori come Mazet sostengono che si ripagherebbe da solo molte volte se si fermasse anche solo una pandemia.
Nel frattempo, PREDICT sta cominciando a mettere insieme un quadro composito di dove cercare i virus emergenti. "Abbiamo questo mosaico di diversi studi da tutto il mondo", afferma Mazet. "Il nostro team e altri hanno fatto un ottimo lavoro nel realizzare una bellissima immagine da quel mosaico, ma è ancora solo un mosaico di questa attività casuale."
Un esempio è uno studio che Olival e i suoi colleghi di EcoHealth hanno pubblicato lo scorso anno, che includeva mappe dettagliate che evidenziano le aree per i virus non ancora scoperti che potrebbero emergere nell'uomo. Le mappe sono estrapolazioni create attraverso la modellazione al computer, quindi non hanno un alto livello di granularità, osserva, ma danno priorità alle regioni del mondo e ai tipi di ecosistemi ad alto rischio, luoghi da guardare.
"Il Santo Graal nella prevenzione della pandemia è capire dove è probabile che emerga il prossimo virus zoonotico e da quale specie", afferma Olival. “Il nostro studio fornisce la prima mappa predittiva in assoluto di dove queste zoonosi non scoperte possano essere trovate in tutto il mondo. Questa informazione è fondamentale per dare la priorità alla sorveglianza per identificare e fermare la prossima pandemia. "
Le mappe rivelano punti caldi per i pipistrelli nell'America meridionale e centrale e in alcune parti dell'Asia e per i primati nell'America centrale tropicale, in Africa e nel sud-est asiatico. Il più grande potenziale per i futuri focolai virali proviene da pipistrelli nel Nord America meridionale, carnivori nell'Africa orientale, primati nell'America centrale tropicale, Africa e sud-est asiatico e mammiferi amati (bovini, pecore, cammelli, cervi) nell'Africa orientale e centrale.
Alla fine, l'obiettivo è quello di essere di fronte a una pandemia - piuttosto che inseguirla - conoscendo presto quali virus sono là fuori e lavorando con le comunità locali per aiutarli a capire i rischi. "Avere questa conoscenza nella comunità consente alle persone di fare scelte diverse", afferma Mazet. "Questo è ciò che vogliamo con i virus. Lo abbiamo per la guida di automobili. Lo abbiamo per la maggior parte dei problemi batterici. Ma non sappiamo quasi nulla dei virus. Sono, francamente, ciò che provoca epidemie e pandemie."
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Come esempio di come il cambiamento del comportamento possa ridurre drasticamente il rischio, Olival e Mazet indicano il Bangladesh. Fino a poco tempo fa, il paese soffriva di epidemie regolari del mortale virus Nipah, che ha ucciso fino a 50 persone all'anno dal 2001. Nel 2016 non sono stati segnalati focolai della malattia.
Funzionari del governo hanno accreditato una campagna educativa per questo recupero. Olival attribuisce il fattore disgusto.
Quando ha viaggiato in campagna, ha scoperto che la gente del posto beve linfa di palma da dattero grezza raccolta dagli alberi dove riposano i pipistrelli. I pipistrelli attratti dalla linfa l'avevano spesso contaminata con l'urina o la saliva. Montando telecamere a infrarossi con rilevamento del movimento sugli alberi, i ricercatori hanno mostrato pipistrelli che leccavano la linfa e urinavano dagli alberi. Quindi hanno fatto appello ai residenti per coprire i vasi con una gonna di bambù e per far bollire la linfa.
Inoltre, l'analisi di questi pipistrelli ha rivelato che trasportavano più di 50 virus scoperti di recente, afferma Olival. "Questa soluzione a bassa tecnologia non solo può impedire a Nipah di emergere, ma anche impedire a 50 altri virus di penetrare nelle persone", afferma. "Sarebbe costato un'enorme quantità di denaro per creare vaccini contro pochi dollari per una gonna di bambù".
Quando Anthony osserva l'emergere di Nipah, vede un'altra domanda da esplorare. I ricercatori hanno trovato altri virus correlati a Nipah, osserva, ma nessuno di loro ha persone infette. "Perché Nipah si è rovesciato e non con questi altri virus? Cosa c'è di speciale in Nipah che questi altri virus non hanno permesso a Nipah di emergere come patogeno umano?" Chiede. "Non conosciamo ancora la risposta, ma questi sono le domande su cui possiamo sperare di iniziare a gestire ".
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Non tutti pensano che scoprire virus e i loro hotspot sia il modo migliore per prevenire le pandemie. Il Dr. Robert B. Tesh, un virologo presso la Medical Branch dell'Università del Texas, afferma che non capiamo abbastanza sui virus zoonotici per creare modelli predittivi. "Molte delle cose che producono sono hype", dice, riferendosi al lavoro di PREDICT. "È più PR che scienza."
Tesh non pensa di poter prevedere il prossimo focolaio per due motivi principali. Innanzitutto, virus come Zika e West Nile non sono in realtà nuovi; furono trasportati in nuove aree e poi rovesciati. "Non credo che nessuno avrebbe potuto prevederlo", afferma.
In secondo luogo, molti di questi sono virus di riassortimento che mutano rapidamente. Nessuna quantità di scoperta può prepararsi a questo. "Alcuni si estinguono e non vanno da nessuna parte", osserva Tesh. "Altri si adattano ai nuovi host e continuano".
Indica un recente studio sul virus del Nilo occidentale, che viene trasmesso dalle zanzare. Lo studio ha delineato numerosi fattori che entrano nel decidere se e dove si verificherà un focolaio, tra cui l'uso del suolo, il clima, il genotipo delle zanzare e i microbiomi di quelle zanzare. "Date queste variabili e quanto poco le comprendiamo veramente, le persone che affermano di poter prevedere cosa accadrà ... stanno prendendo in giro se stesse e l'agenzia di finanziamento", dice.
Tesh crede che in molti casi - come per la SARS e la MERS, che entrano e escono dagli umani molto prima che vengano notati - la sorveglianza umana è la strada da percorrere. Ad esempio, i Centri statunitensi per il controllo delle malattie (CDC) hanno da tempo impiegato un progetto di sorveglianza in sei ospedali dell'Uganda. Quando un bambino entra con una febbre inspiegabile, i medici prelevano il suo sangue. Testano il campione per cause batteriche e virus, creando localmente un sistema di allarme rapido.
Il Dr. Ron Rosenberg, direttore associato per la scienza presso la Divisione delle malattie trasmesse da vettori del CDC, ha rifiutato di commentare specificamente progetti come PREDICT. Ma come Tesh, ha affermato di ritenere che l'attenzione dovrebbe essere focalizzata sull'identificazione dei virus nell'uomo.
"In generale, penso che le migliori sentinelle per scoprire nuovi virus siano gli umani, non gli animali", afferma Rosenberg, che pubblica la rivista CDC Emerging Infectious Diseases. "Il motivo per cui dico che è che non abbiamo davvero un modo di prevedere se un virus che troviamo in un animale ... infetterà gli umani. Non c'è proiettile magico. Non c'è chiave segreta. Non c'è modo di guardare il genoma e dire che ha questo gene ed è a un solo nucleotide dall'infettare l'uomo ".
Ciò non impedisce a PREDICT e ad altri gruppi di provare. Per loro, la chiave per stroncare i virus che saltano le specie sul nascere è ottenere una base per ciò che è là fuori. Mazet confronta la situazione con i primi meteorologi, che avevano decenni di dati puliti per i loro modelli. I funzionari della sanità pubblica che cercano di prevenire la prossima pandemia, dice, al confronto stanno volando alla cieca.
"La più grande sfida per PREDICT in questo momento al 100 percento è quella mancanza di informazioni", afferma. "Abbiamo bisogno di quel secolo di dati (come hanno fatto i meteorologi) e non abbiamo tempo. Potremmo perdere culture e società se aspettassimo 100 anni per raccoglierli".
