Sequenziato un virus influenzale di oltre 100 anni fa
Ricostruito il genoma svizzero del virus dell'influenza del 1918
Ricercatori delle università di Basilea e Zurigo hanno utilizzato un campione storico della collezione medica dell'UZH per decodificare il genoma del virus responsabile della pandemia influenzale del 1918-1920 in Svizzera. Il materiale genetico del virus rivela che aveva già sviluppato adattamenti chiave per l'uomo all'inizio di quella che è diventata la pandemia influenzale più letale della storia.
Le nuove epidemie virali rappresentano una sfida importante per la salute pubblica e la società. Capire come si evolvono i virus e imparare dalle pandemie del passato è fondamentale per sviluppare contromisure mirate. La cosiddetta influenza spagnola del 1918-1920 è stata una delle pandemie più devastanti della storia, con circa 20-100 milioni di vittime in tutto il mondo. Eppure, fino ad oggi, si sapeva poco di come il virus dell'influenza fosse mutato e si fosse adattato nel corso della pandemia.
Sequenziato un virus influenzale di oltre 100 anni fa
Un team di ricerca internazionale guidato da Verena Schünemann, paleogenetista e professore di scienze archeologiche presso l'Università di Basilea (precedentemente all'Università di Zurigo), ha ora ricostruito il primo genoma svizzero del virus influenzale responsabile della pandemia del 1918-1920. Per il loro studio, i ricercatori hanno utilizzato un virus di oltre 100 anni fa prelevato da un campione umido fissato in formalina nella Collezione Medica dell'Istituto di Medicina Evolutiva dell'UZH. Il virus proviene da un paziente di 18 anni di Zurigo, morto durante la prima ondata della pandemia in Svizzera e sottoposto ad autopsia nel luglio 1918.
Tre adattamenti chiave nel genoma del virus svizzero
"È la prima volta che abbiamo accesso al genoma dell'influenza della pandemia svizzera del 1918-1920. Questo apre nuove prospettive sulle dinamiche di adattamento del virus in Europa all'inizio della pandemia", spiega l'ultima autrice Verena Schünemann. Confrontando il genoma svizzero con i pochi genomi di virus influenzali pubblicati in precedenza dalla Germania e dal Nord America, i ricercatori sono riusciti a dimostrare che il ceppo svizzero presentava già tre adattamenti chiave all'uomo che sarebbero persistiti nella popolazione del virus fino alla fine della pandemia.
Due di queste mutazioni rendevano il virus più resistente a un componente antivirale del sistema immunitario umano, un'importante barriera contro la trasmissione dei virus influenzali aviari dagli animali all'uomo. La terza mutazione riguardava una proteina della membrana del virus che migliorava la sua capacità di legarsi ai recettori delle cellule umane, rendendo il virus più resistente e più infettivo.
Nuovo metodo di sequenziamento del genoma
A differenza degli adenovirus, che causano i comuni raffreddori e sono costituiti da DNA stabile, i virus influenzali trasportano le loro informazioni genetiche sotto forma di RNA, che si degrada molto più rapidamente. "L'RNA antico si conserva per lunghi periodi solo in condizioni molto specifiche. Per questo motivo abbiamo sviluppato un nuovo metodo per migliorare la nostra capacità di recuperare frammenti di RNA antico da questi campioni", spiega Christian Urban, primo autore dello studio dell'UZH. Questo nuovo metodo può ora essere utilizzato per ricostruire ulteriori genomi di antichi virus a RNA e consente ai ricercatori di verificare l'autenticità dei frammenti di RNA recuperati.
Archivi preziosi
Per il loro studio, i ricercatori hanno collaborato con la Medical Collection dell'UZH e con il Museo di Storia della Medicina dell'Ospedale Universitario Charité di Berlino. "Le collezioni mediche sono un archivio inestimabile per la ricostruzione di antichi genomi di virus a RNA. Tuttavia, il potenziale di questi campioni rimane sottoutilizzato", afferma Frank Rühli, coautore dello studio e direttore dell'Istituto di medicina evolutiva dell'UZH.
I ricercatori ritengono che i risultati del loro studio saranno particolarmente importanti per affrontare le future pandemie. "Una migliore comprensione delle dinamiche di adattamento dei virus all'uomo durante una pandemia per un lungo periodo di tempo ci permette di sviluppare modelli per le pandemie future", afferma Verena Schünemann. "Grazie al nostro approccio interdisciplinare che combina modelli di trasmissione storico-epidemiologici e genetici, possiamo stabilire una base di calcolo basata su prove", aggiunge Kaspar Staub, coautore dell'UZH. Ciò richiederà ulteriori ricostruzioni dei genomi dei virus e analisi approfondite che includano intervalli più lunghi.
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Pubblicazione originale
Christian Urban, Bram Vrancken, Livia V. Patrono, Ariane Düx, Mathilde Le Vu, Katarina L. Matthes, Nina Maria Burkhard-Koren, Navena Widulin, Thomas Schnalke, Sabina Carraro, Frank Rühli, Philippe Lemey, Kaspar Staub, Sébastien Calvignac-Spencer, Verena J. Schuenemann; "An ancient influenza genome from Switzerland allows deeper insights into host adaptation during the 1918 flu pandemic in Europe"; BMC Biology, Volume 23, 2025-7-1
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