La fine della malaria

La malaria è una malattia trasmessa dalle zanzare e rappresenta una delle più gravi minacce per la salute umana.

Senza farmaci, le chance di sopravvivere a una forma grave di malaria sono pari a zero.

Con i farmaci è possibile cavarsela ma un fattore preoccupante è che anche diversi medicinali stanno perdendo efficacia.

“La farmacoresistenza è un problema serio. La storia ci insegna che ogni volta che pensiamo di aver battuto la malaria (o paludismo), riceviamo un’umiliante lezione da un parassita particolarmente astuto”, confessa Robert Newman, direttore del programma globale di lotta alla malaria dell’Oms, l’Organizzazione Mondiale della Sanità.

Quest’anno, però, c’è stato molto da festeggiare il 25 aprile, Giornata Mondiale contro la Malaria: i decessi sono diminuiti di oltre il 25 per cento nell’ultimo decennio.

Per la prima volta in assoluto, un vaccino antimalarico ha raggiunto le fasi finali della sperimentazione clinica.

Inoltre, sono in fase di sviluppo numerose e promettenti nuove armi per combattere le zanzare, dai laser che distruggono gli insetti in volo a funghi che neutralizzano il parassita della malaria. Ci troviamo di fronte a una opportunità senza precedenti.

Grazie alla copertura universale assicurata dai metodi attuali, e con la prospettiva di nuovi strumenti, saremo in grado di salvare milioni di vite nel breve termine, e forse, di debellare completamente la malattia nel giro di 40 anni.

Ma vediamo cos’è la malaria e scopriamo insieme le ultime tecniche di controllo delle zanzare, cioè dei nuovi approcci per arrestare la trasmissione del parassita della malaria.

1. Malaria: un problema globale

Oggi circa metà della popolazione mondiale è a rischio di contrarre la malaria e l’Africa subsahariana è uno dei territori più colpiti.

Più di mezzo milione di persone muore ogni anno a causa di questa patologia e più di 2 milioni la contraggono.

Il problema affligge anche paesi nei quali la malaria è stata debellata: circa 1.800 viaggiatori rientrano, ad esempio, ogni anno in Gran Bretagna dopo essere stati infettati e, di questi, 9 sono probabilmente destinati a soccombere.

Si prevede inoltre che la “malaria aeroportuale”, ovvero la malattia trasmessa dalle zanzare trasportate nelle stive degli aerei, rappresenterà un problema sempre più grave in seguito al graduale aumento delle temperature a livello globale.

La malaria è causa dal Plasmodium, un ingegnoso parassita che colonizza le ghiandole salivari della zanzara del genere Anopheles. Quando punge, la zanzara emette saliva, trasferendo centinaia di parassiti nel circolo ematico dell’ospite umano.

I protozoi raggiungono così il fegato, insediandosi in una cellula epatica e moltiplicandosi nel corso di una settimana. Una volta giunti a maturazione, fino a un milione di parassiti irrompe nell’organismo, invadendo gli eritrociti e ostacolando l’ossigenazione di organi vitali.

Il Plasmodium pur essendo un minuscolo organismo monocellulare, è un maestro nell’arte della dissimulazione: alterando la propria struttura proteica superficiale, è in grado di modificare regolarmente il suo aspetto per evitare di essere riconosciuto dal nostro sistema immunitario.

I suoi 5mila geni mutano costantemente, sviluppando resistenze a tutti i farmaci con i quali tentiamo di combatterlo. Per questo motivo, il paludismo era considerato in passato una malattia davvero incurabile. Oggi, però, due gruppi di ricercatori sono molto vicini alla produzione del tanto atteso vaccino.

Il primo vaccino è il frutto dell’osservazione, negli anni Settanta, di un curioso fenomeno: i ricercatori rilevarono che se le zanzare venivano esposte a una dose di radiazioni, il DNA del Plasmodium ospitato nelle ghiandole salivari degli insetti risultava danneggiato.

Gli individui punti da queste zanzare irradiate sviluppavano immunità alla malaria. Le radiazioni impediscono, infatti, la normale maturazione dei parassiti: ciò rende loro impossibile ricorrere alle strategie trasformiste normalmente utilizzate per eludere il sistema immunitario dell’ospite.

Se i protozoi non cambiano forma, il nostro organismo è in grado di riconoscere i parassiti come invasori alieni e di sviluppare un’adeguata risposta immunitaria. Negli ultimi dieci anni, si è tentato di riprodurre questo comportamento per sviluppare un vaccino, utilizzando il Plasmodium estratto dalle secrezioni salivari di zanzare irradiate.

La società conta oggi diversi laboratori, una sede negli USA a Rockville, nel Maryland, e un’équipe di scienziati di grande esperienza, in grado di sezionare con perizia le ghiandole salivari delle zanzare.

2. Cure in mobilità

I risultati del primo test clinico eseguito nel 2011, durante il quale il Plasmodium irradiato è stato iniettato a 80 volontari umani, sono stati deludenti: poco più del 5% dei soggetti ha sviluppato l’immunità.

Invece, uno studio di controllo condotto su topi e scimmie ha determinato una percentuale di immunità superiore al 70%, in seguito a un’iniezione direttamente in vena.

L’équipe del Prof. Stephen Hoffman, direttore di Sanaria, una società di biotecnologie impegnata nella creazione di un vaccino antimalarico, sta dunque effettuando un altro test clinico su soggetti umani, somministrando questa volta il vaccino per via endovenosa.

Intanto in Belgio, nei laboratori GlaxoSmithkline, sono vicinissimi alla produzione di un vaccino antimalarico. Il loro preparato, denominato Mosquirix, contiene un frammento di Plasmodium prelevato durante la fase di colonizzazione del flusso sanguigno umano.

Dopo l’esposizione al vaccino, il nostro organismo impara a smascherare la prima dissimulazione adottata dal parassita al suo ingresso, ed è così in grado di prepararsi al successivo attacco.

Il Plasmodium impiega appena 30 minuti ad arrivare al fegato, quindi le nostre difese devono agire molto in fretta. I primi risultati della fase III (quella finale) dei test clinici condotti su oltre 15mila bambini appaiono promettenti e indicano una massiccia riduzione della percentuale d’infezione, pari a oltre il 50%.

La sperimentazione continua ma, salvo imprevisti, l’Organizzazione Mondiale della Sanità prevede che il Mosquirix sarà approvato entro il 2015. Se questo vaccino conferisce un’immunità pari al 50 per cento, tuttavia, sarebbero tante le persone ancora vulnerabili e, perché il trattamento sia davvero efficace, i soli farmaci non bastano.

Oggi, per esempio, la malaria spesso non viene diagnosticata correttamente perché i sintomi iniziali, aspecifici (febbre, brividi, cefalea, nausea, vomito e dolori muscolari), vengono confusi con quelli di una brutta influenza.

Se è sostenuta dalla specie più letale del parassita, Plasmodium falciparum (nella foto), la malattia può progredire molto rapidamente e condurre alla morte nel giro di pochi giorni.

È dunque vitale poter diagnosticare e trattare la malaria in tempi brevi, e uno degli strumenti a disposizione per ottenere questo risultato è il buon vecchio telefono cellulare. Fino a oggi, molti paesi si sono affidati a sistemi cartacei per gestire le scorte di medicinali.

In uno stato come la Tanzania, nell’Africa orientale, ciò significava che circa il 40% delle strutture sanitarie poteva ritrovarsi senza kit diagnostici per la malaria e senza farmaci in qualsiasi momento, quando le nuove forniture impiegano talvolta mesi per arrivare.

I moderni dispositivi potrebbero contribuire a risolvere questo problema: si ritiene che un programma pilota sperimentato in Tanzania lo scorso anno (con il sostegno di IBM, Novartis e Vodafone) abbia consentito di salvare centinaia di vite in pochi mesi, grazie all’uso di sms, Google Maps e un software di cloud computing per tenere traccia delle scorte di farmaci salvavita presso cliniche situate in zone remote e assicurare il ripristino delle giacenze prima dell’esaurimento.

Tali innovazioni tecnologiche, associate a nuove tecniche di controllo delle zanzare e nuovi vaccini, miglioreranno le condizioni di vita di milioni di persone. Vincere la battaglia contro la malaria avrà costi importanti (GlaxoSmithkline ha già speso 300 milioni di dollari in 25 anni per mettere a punto il suo vaccino) ma fortunatamente non mancano i filantropi.

Sarebbe stato impossibile arrivare all’attuale fase di sviluppo di Mosquirix senza la Bill & Melinda Gates Foundation, che ha donato 200 milioni di dollari per finanziare la ricerca. Con un ulteriore contributo di 50-100 milioni da parte di GlaxoSmithkline, il progetto sarà completato.

Di recente Bill Gates ha detto: “La mappa dell’endemia si è già considerevolmente ridotta: ora possiamo farla scomparire”. La bella notizia è che potrebbe avere ragione.

3. Tecniche di controllo delle zanzare: modificazione genetica e blocco sensoriale

Modificazione genetica
Nel 2011, l’equipe di George Dimopoulos della John Hopkins University, nel Maryland, è riuscita a modificare geneticamente il sistema immunitario di una zanzara Anopheles, rendendola altamente resiliente al parassita Plasmodium falciparum.
Dopo aver prelevato un gene dell’insetto, i ricercatori lo hanno modificato per consentire alla zanzara di scatenare una reazione immunitaria più rapida e potente al momento di cibarsi di sangue umano.
Gli studi condotti in laboratorio hanno dimostrato che queste zanzare “OGM” diventavano vere e proprie assassine in grado di impedire alla quasi totalità dei parassiti Plasmodium di insediarsi nel tratto intestinale.
Dimopoulos sta progettando di liberare una manciata di zanzare geneticamente modificate per consentire loro di riprodursi con le loro cugine cresciute in natura e trasferire così alla prole, nel giro di poche generazioni, il sistema immunitario potenziato con le caratteristiche di resistenza antimalarica.
Oltre 40 diverse specie di zanzara sono però portatrici di malaria: non è dunque pensabile di poterle sottoporre tutte a ingegnerizzazione genetica. Gli scienziati puntano invece a sfruttare gli insetti geneticamente modificati in regioni dove prevale una sola specie di zanzara portatrice di paludismo.

Blocco sensoriale
Le zanzare individuano le proprie vittime seguendone le tracce olfattive (in particolare di anidride carbonica e traspirazione).
Gli scienziati vogliono sfruttare questo aspetto sviluppando una sostanza chimica che blocchi la percezione olfattiva delle zanzare: senza il loro potente “naso”, gli insetti vagherebbero senza scopo, senza potersi dirigere a colpo sicuro verso il prossimo pasto.
Il primo passo è stato l’identificazione dei recettori olfattivi utilizzati dalle zanzare per individuare le prede umane. Filippo Mancia della Columbia University e Vanessa Ruta della Rockefeller University, entrambe con sede a New York, utilizzano la cristallografia a raggi X per evidenziare la struttura anatomica dei recettori olfattivi posti sulle antenne delle zanzare.
Dopo la mappatura esatta della conformazione e della struttura di tali recettori, gli scienziati faranno riferimento alla banca dati di Bayer CropScience per trovare le sostanze chimiche con caratteristiche speculari.
Questi sosia molecolari possono fissarsi ai recettori olfattivi, bloccando le facoltà sensoriali delle zanzare. Il risultato finale sarà il repellente più efficace del mondo.
“Saremo in grado, in ultima analisi, di impedire agli insetti di pungere”, dice Mancia. “E questo potrà essere sfruttato per combattere non solo la malaria ma anche tutte le malattie caratterizzate da analoga modalità di trasmissione”.

4. Tecniche di controllo delle zanzare: fungo killer

I ricercatori stanno cercando di ingegnerizzare geneticamente un fungo speciale, in grado di fissarsi agli insetti e bloccare la via d’uscita di Plasmodium falciparum, la variante più aggressiva del parassita della malaria.

Il fungo appositamente modificato contiene una proteina che impedisce al protozoo di penetrare nelle ghiandole salivari delle zanzare e un anticorpo in grado di mettere fuori combattimento il parassita.

“Una caratteristica importante è che il nostro fungo non impedisce agli insetti di riprodursi e ciò dovrebbe scongiurare l’evoluzione di resistenze”, dice il professor Raymond St Leger, dell’Università del Maryland.

Infatti, se il fungo compromettesse la capacità riproduttiva dell’ospite, ciò innescherebbe lo sviluppo di una resistenza all’agente micotico da parte del sistema immunitario della zanzara, che impedirebbe alle proteine fungine di attaccare il parassita.

In alcuni test condotti in laboratorio il Plasmodium è risultato quasi completamente eradicato dalle ghiandole salivari delle zanzare esposte al fungo.

I ricercatori stanno ottenendo le autorizzazioni necessarie per avviare campi sperimentali in Burkina Faso, nell’Africa occidentale.

Prevedono di costruire gigantesche cupole coperte di reti impregnate con l’agente micotico, allo scopo di creare una zona libera da malaria all’interno della quale risulterebbero protetti non soltanto gli umani ma anche il bestiame.

5. Tecniche di controllo delle zanzare: attacco laser

L’ultima risorsa consiste nel tentare di “friggere” le zanzare utilizzando raggi laser.

Intellectual Ventures, la società di proprietà di Nathan Myhrvold, ex direttore tecnologico di Microsoft, ha già realizzato un prototipo a partire da componenti recuperati da stampanti, fotocamere digitali e proiettori.

In una dimostrazione pubblica organizzata durante la conferenza TED 2010 a Long Beach, in California, Myhrvold ha utilizzato lo strumento per distruggere centinaia di zanzare contenute in un serbatoio di vetro.

Il laser rilevava i movimenti degli insetti e poi li bombardava: le zanzare svanivano una per una in un pennacchio di fumo. Gli ideatori hanno spiegato che il loro strumento è in grado di eliminare tra le 50 e le 100 zanzare al secondo.

Fortunatamente, il software del laser è sufficientemente sofisticato da saper distinguere tra una preda e l’altra, e risparmia per esempio le farfalle. È inoltre in grado di riconoscere le zanzare femmine dai maschi (solo le femmine, portatrici di malaria, vengono uccise).

Myhrvold conta di utilizzare il laser per creare barriere protettive intorno alle abitazioni, agli ospedali e persino ai terreni agricoli. Il dispositivo sarebbe anche poco costoso, meno di 50 dollari.