Le zanzare trasportate dal vento trasportano agenti patogeni infettivi per centinaia di miglia

Le zanzare trasportate dal vento trasportano agenti patogeni infettivi per centinaia di miglia

Il campionamento con palloncini ha ora confermato che le zanzare che migrano in alto sull’Africa occidentale spesso trasportano agenti patogeni trasmissibili, una scoperta che potrebbe cambiare il modo in cui tracciamo e combattiamo le malattie trasmesse da vettori.

Studio: Gli agenti patogeni vengono diffusi dalle mosche del vento che volano ad alta quota. Credito immagine: Shutterstock AI/Shutterstock.com

In un recente studio inPNASI ricercatori hanno testato se le zanzare che migrano ad alta quota trasportano agenti patogeni infettivi.

Hanno scoperto che le zanzare che volavano ad alta quota erano spesso infettate da 21 agenti patogeni trasmessi dalle zanzare ed erano spesso già contagiose. Questi includevano il virus del Nilo occidentale, la febbre dengue, diverse specie di Plasmodium aviario e diversi nematodi filariali.

I voli delle zanzare ad alta quota hanno continuato a rappresentare una minaccia non dimostrata

La migrazione degli insetti a lunga distanza portata dal vento è un fenomeno ben noto, che spesso si estende per centinaia di chilometri in una sola notte e coinvolge grandi quantità di biomassa. È noto che zanzare e altri insetti che agiscono come vettori, parassiti o insetti utili partecipano a questi voli.

Tuttavia, permangono ampie lacune nelle nostre conoscenze riguardo agli impatti ecologici ed epidemiologici di queste migrazioni, in particolare per le zanzare tropicali. Precedenti ricerche hanno dimostrato che le zanzare possono viaggiare ad alta quota e diffondere agenti patogeni su lunghe distanze. Tuttavia, questa ipotesi si basa principalmente su correlazioni meteorologiche o epidemiologiche indirette piuttosto che sul rilevamento diretto di zanzare infette nella colonna d’aria.

Recenti studi sul campo africani hanno dimostrato che molte specie di zanzare volano regolarmente tra i 40 e i 290 metri dal suolo, spesso durante la stagione di trasmissione della malattia. Questi migranti sono dominati da femmine gravide che si nutrivano di vertebrati, suggerendo che fossero precedentemente esposte ad agenti patogeni. Molte di queste specie sono considerate vettori di virus, protozoi o elminti, il che aumenta la possibilità che le zanzare infettive possano essere trasportate in nuove aree dai venti ad altitudini più elevate.

Il codice a barre del DNA ha rivelato 61 specie in elevazione

I ricercatori hanno raccolto le zanzare utilizzando reti sospese a palloncini ad elio posizionati tra 120 e 290 m dal suolo in Ghana e Mali. Il campionamento è stato effettuato su 191 notti tra il 2018 e il 2020.

Sono state catturate un totale di 1.247 zanzare, di cui 1.017 esemplari femmine sono state esaminate per le infezioni. L'identificazione delle specie è stata ottenuta utilizzando il sequenziamento del codice a barre della subunità I (COI) della citocromo c ossidasi mitocondriale, consentendo la classificazione in 61 specie in 10 generi.

Per rilevare l'infezione, il team ha condotto test di reazione a catena della polimerasi (PCR) tra generi mirati ai principali gruppi di agenti patogeni trasmessi dalle zanzare: flavivirus, alphavirus, Plasmodium spp. e nematodi filariali.

Sia i tessuti addominali che quelli testa-toracici sono stati testati per distinguere la semplice esposizione (materiale genetico del patogeno nell'addome proveniente da un pasto di sangue) dall'infezione disseminata (patogeno presente nel torace, che indica diffusione oltre l'intestino e possibile competenza di trasmissione). Quando la dissezione non era possibile, sono stati utilizzati campioni di corpo intero.

I campioni positivi sono stati sottoposti al sequenziamento Sanger o all'analisi metagenomica per confermare l'identità dell'agente patogeno e rilevare ulteriori virus o parassiti. La prevalenza dell’infezione è stata valutata globalmente e per specie. Lo studio ha inoltre valutato i modelli di co-infezione e ha confrontato i tassi di infezione addominale e toracica per dedurre la probabile competenza del vettore e il potenziale di trasmissione durante o dopo la migrazione a lunga distanza.

Una zanzara su otto trasportava almeno un agente patogeno

Il campionamento ad alta quota ha rivelato un insieme diversificato di specie di zanzare dominate da Culex, Aedes e Anopheles. Delle 994 zanzare identificate come specie, erano rappresentate 61 specie diverse, inclusi vettori noti di malaria e arbovirus. La maggior parte erano donne e quasi la metà erano incinte, riflettendo una precedente alimentazione di sangue e una maggiore probabilità di esposizione ad agenti patogeni.

Lo screening dei patogeni ha rivelato tassi di infezione significativi. Complessivamente, l'8% delle zanzare è risultato positivo alle specie Plasmodium, il 3,5% ai flavivirus e l'1,6% ai nematodi. Come previsto, le infezioni addominali erano più comuni delle infezioni della testa e del torace, ma in diverse specie sono state riscontrate infezioni disseminate (che indicano una probabile trasmissibilità). Circa il 6,3% delle zanzare trasmettono infezioni diffuse di tutti i gruppi patogeni, comprese diverse specie dominanti di alta montagna.

Sono stati rilevati un totale di 21 agenti patogeni che infettano i vertebrati. Questi includevano 15 specie aviarie di Plasmodium, il virus del Nilo occidentale, il virus Orthobunyavirus M'Poko, il virus della dengue (rilevabile tramite PCR ma non confermata nella sequenza) e tre nematodi. Diciannove dei 21 agenti patogeni rilevati erano associati principalmente con uccelli selvatici o ospiti forestali, suggerendo che la trasmissione delle zanzare ad alta quota potrebbe essere particolarmente rilevante per i cicli dei patogeni nella fauna selvatica.

Sorprendentemente, i modelli di coinfezione non si sono discostati dalle aspettative casuali. Nel complesso, il 12,7% delle zanzare trasportava almeno un agente patogeno e 15 specie avevano infezioni diffuse, suggerendo una possibile trasmissibilità.

Le zanzare trasportate dall’aria potrebbero diffondere la malattia in tutte le regioni

Questo studio fornisce la prima prova diretta che le zanzare che migrano ad alta quota spesso trasportano più agenti patogeni vertebrati e una percentuale più piccola ma significativa è già infettiva con loro. Questi risultati supportano ipotesi di lunga data ma precedentemente non dimostrate secondo cui la migrazione delle zanzare portata dal vento contribuisce alla diffusione degli agenti patogeni a lunga distanza.

L’evidenza di infezioni diffuse nelle specie aeree dominanti suggerisce che i movimenti a lungo raggio possono aiutare a mantenere i cicli forestali e generare nuovi focolai lontano dalle popolazioni ospiti originarie.

I punti di forza di questa analisi includono il campionamento dell'aria su larga scala e pluriennale; screening dei patogeni molecolari in più gruppi tassonomici; e conferma mediante sequenziamento o metagenomica. Le limitazioni includono le dimensioni modeste del campione per alcune specie, l’incapacità di valutare la vera trasmissione dopo lo sbarco e l’esclusione di alcuni gruppi patogeni.

Tuttavia, le prove suggeriscono fortemente che il traffico di zanzare ad alta quota rappresenta una componente sottovalutata dell’ecologia dei patogeni. Poiché la maggior parte dei patogeni rilevati erano patogeni silvatici, questo meccanismo potrebbe svolgere un ruolo maggiore nella diffusione dei patogeni selvatici rispetto alla trasmissione diretta della malattia umana, sebbene permanga la possibilità di una trasmissione di spillover. Lo studio conclude che incorporare la migrazione aerea delle zanzare nelle strategie di sorveglianza e controllo è fondamentale per comprendere e gestire i rischi di malattie trasmesse da vettori.

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Fonti: