Salvaguardia della biodiversità e analisi genetica degli animali, per scongiurare nuove pandemie

Studiosi dell’Università di Bologna al lavoro per scongiurare nuovi casi di zoonosi, ovvero il passaggio di malattie infettive dagli animali all’uomo. Il caso del coronavirus SARS-CoV-2 e la pandemia di COVID-19 hanno portato all’attenzione di tutto il mondo la necessità di tenere sotto controllo il rapporto tra uomo, ambiente e animali: una sfida da attuare con un approccio comune alla salute globale oggi sempre più diffuso, noto come One Health.

Con questo obiettivo, l’Alma Mater sta portando avanti tre progetti di ricerca, finanziati con fondi europei e regionali legati all’emergenza COVID-19: per il monitoraggio ambientale di agenti patogeni presenti negli animali, per aumentare negli animali d’allevamento la capacità di resistenza alle malattie, e per dare la caccia a nuovi virus da cui potrebbero nascere nuove pandemie. Guidati dal Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agro-alimentari, i progetti coinvolgono Luca Fontanesi, Samuele Bovo, Anisa Ribani, Giuseppina Schiavo, Valerio Joe Utzeri, Mohamad Ballan e Valeria Taurisano.

"L’obiettivo è giocare d’anticipo e iniziare ad affrontare, non in un contesto di emergenza, i rischi che potrebbero derivare da nuove zoonosi e pandemie, che sono sempre alle porte", spiega Luca Fontanesi, professore dell’Università di Bologna che coordina i tre progetti. "Le nuove tecnologie genomiche e l’analisi dei big data ci permettono di studiare ed analizzare la variabilità a livello del genoma in un gran numero di animali di diverse razze. A partire da questi dati, possiamo poi identificare le varianti naturali che conferiscono resistenza alle più importanti malattie e selezionare quindi gli animali più resistenti per diminuire il rischio di diffusione di zoonosi".

Il progetto VirAnimalOne finanziato dallo European Open Science Cloud (EOSC), è pensato per applicare tecniche di genomica animale e di analisi dei dati genomici con l’obiettivo di prevedere e monitorare potenziali infezioni da nuovi coronavirus. C’è poi il progetto AnGen1H, finanziato dalla European Grid Initiative (EGI), che mira ad analizzare i genomi di animali domestici alla ricerca di varianti che potrebbero offrire resistenza contro SARS-CoV-2 e altri coronavirus. E il progetto Livestock-Stop-Covi, finanziato dalla Regione Emilia-Romagna al CIRI Agroalimentare, dedicato ad applicazioni di genomica ambientale e analitica avanzata per una strategia One Health di contrasto alla diffusione del contagio da coronavirus, attraverso il monitoraggio negli allevamenti e sugli animali di interesso zootecnico.

"L’analisi del DNA e dell’RNA ambientale che stiamo conducendo in diversi allevamenti ci permette di capire come circolano e si diffondono i virus, non solo patogeni", dice ancora Fontanesi. "Si tratta di una ricerca che stiamo sviluppando a livello globale, attraverso il mining di database genomici. Stiamo trovando nuovi virus che non erano mai stati segnalati negli animali, per i quali sarà necessario valutare in seguito se e quali malattie potrebbero causare".

E questo intenso lavoro di ricerca ha già prodotto i primi risultati. In un articolo pubblicato su Scientific Reports, gli studiosi hanno focalizzato la loro attenzione sulla variabilità di quattro geni chiave coinvolti nei processi infettivi di alcuni coronavirus che colpiscono in modo specifico i suini.

"Tra le varie specie animali, il suino sembra essere una di quelle più resistenti all’attacco del coronavirus SARS-COV-2, perché la struttura della proteina codificata dal gene ACE2, fondamentale per arrivare ad infettare le cellule, nel suino non è compatibile con l’ingresso di questo virus", spiega Samuele Bovo, ricercatore dell’Università di Bologna e primo autore dello studio. "Altri geni sono coinvolti nei processi di infezione di diversi altri virus. I risultati di queste analisi possono quindi essere utili per la conservazione della biodiversità delle razze suine in Europa: indagini come questa permettono di inserire gli sforzi per la conservazione della diversità genetica degli animali nel più ampio approccio di One Health, per la difesa del benessere comune".

Questi risultati permettono infatti da un lato di indirizzare meglio la selezione degli animali ed ottenere così suini resistenti alle malattie e con alte capacità di adattamento ambientale, e dall’altro di fare chiarezza su diversi meccanismi biologici che permettono un migliore utilizzo del suino come modello animale per lo sviluppo di nuove terapie attraverso la medicina traslazionale.

Lo studio è stato pubblicato su Scientific Reports, rivista del gruppo Nature, con il titolo “Describing variability in pig genes involved in coronavirus infections for a One Health perspective in conservation of animal genetic resources”. Per l’Università di Bologna hanno partecipato Samuele Bovo, Giuseppina Schiavo, Anisa Ribani, Valerio Joe Utzeri, Valeria Taurisano, Mohamad Ballan e Luca Fontanesi del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agro-alimentari. Hanno collaborato inoltre altri autori di diversi paesi (Portogallo, Spagna, Francia, Italia, Germania, Gran Bretagna, Lituania, Slovenia, Croazia e Serbia) coinvolti nell’ambito del progetto europeo Horizon 2020 TREASURE, al quale partecipa il gruppo di ricerca dell’Università di Bologna.