Zanzara: «Ucci ucci, sento odore di umanucci»

Vi siete mai chiesti come fanno le zanzare a trovarvi al buio mentre dormite o perché proprio voi siete i bersagli preferiti di questi insetti succhia-sangue? Probabilmente qualcuno vi avrà detto che avete il sangue dolce, facendolo passare per un complimento, ma - mi spiace dirlo - le cose sono più complicate e anche molto più interessanti. Grazie ad un recente studio condotto sul campo scopriremo insieme quali sono i fattori che guidano Anopheles gambiae, la zanzara che trasmette la malaria, nella scelta della persona bersaglio.

La zanzara Anopheles gambiae e la malaria

Anopheles gambiae è il nome scientifico della zanzara maggiormente responsabile della trasmissione delle malaria, soprattutto nelle ragioni subsahariane. In generale tutte le zanzare del genere Anopheles possono trasmettere la malaria ma sono circa trenta le specie maggiormente coinvolte a livello mondiale. La malaria è una malattia causata da parassiti (parassitosi) appartenenti al genere Plasmodium  i quali necessitano di due ospiti, la zanzara ed un vertebrato,  per completare il loro ciclo biologico (Fig.1). I sintomi quali febbre alta, vomito e diarrea inizialmente possono essere ricondotti ad una influenza o infezione ma, in seguito, si sviluppa la sintomatologia principale caratterizzata da febbri ricorrenti ed anemia.  Tra le specie più diffuse e mortali troviamo il Plasmodium falciparum che può causare ostruzioni dei capillari (piccoli vasi sanguigni) di organi vitali quali cervello, reni, milza e fegato.

Secondo il report dell’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) nel 2019 i casi di malaria sono stati ben 229 milioni, dei quali il 94% (215 milioni) solo in Africa (Fig.2). In particolare Nigeria (27%) e Repubblica Democratica del Congo (12%) sono i paesi che da soli registrano più di un terzo dei casi. Anche i decessi per malaria (409000 casi), sebbene abbiano subito un calo rispetto al 2000 (736000 casi), sono maggiormente distribuiti nel continente africano (Nigeria e Repubblica Democratica del Congo gli stati più colpiti) e ben 2 su 3 morti riguardano bambini di età inferiore ai 5 anni (274000).

Lo studio a campo aperto in Zambia

Nonostante i progressi nel contenere il numero di infezioni e nel trattare la malaria, i numeri di casi e di decessi annuali rimangono ancora alti. In aiuto alla lotta contro la malaria arriva un recente studio di Diego Giraldo e colleghi pubblicato nella rivista Current Biology nel maggio 2023. Lo studio condotto in Zambia, paese in cui si registrano il 2% dei casi e l’1% di morti mondiali per malaria, prevede un approccio naturalistico e a campo aperto per studiare i meccanismi con cui le zanzare A.gambiae riconoscono e scelgono il proprio bersaglio da pungere.

Gli studiosi partono dall’osservazione che A. gambiae colpisce e punge soprattutto durante le ore serali e la notte, quando le persone sono riunite in ambienti al chiuso. In queste condizioni le alte temperature, la respirazione e gli odori creano un ambiente ricco di molecole che attrae le zanzare verso le abitazioni. Diversi studi in passato avevano tentato di individuare i fattori che attraggono le zanzare ma gli esperimenti erano stati condotti a brevi distanze (meno di un metro) tra l’insetto e lo stimolo attrattivo. In questo studio invece, considerati gli aspetti naturalistici dello Zambia, è stato utilizzato un approccio a campo aperto per capire se e quali stimoli possano attrarre le zanzare anche a distanza di decine di metri.

I ricercatori hanno inserito 200 zanzare A. gambiae  in una grande gabbia collegata tramite tubi lunghi 15 m a otto diverse tende per rappresentare otto diversi ambienti domestici (Fig.3). Tramite questi tubi i ricercatori potevano far confluire nella gabbia contenente le zanzare diversi stimoli quali temperatura, odori ed anidride carbonica derivante dalle otto diverse tende. Grazie a telecamere ad infrarossi posizionate alla fine di ogni tubo, i ricercatori potevano osservare e contare, nel corso di sei notti, quante zanzare venivano attratte da un particolare stimolo atterrando poi su una piattaforma dedicata (si vedano le landing platform di Fig.3).

I dati dello studio: cosa attrae le zanzare

Essendo una vera e propria ricerca scientifica, i ricercatori hanno proceduto passo dopo passo per arrivare ad un dato solido e convincente. Premettendo che, ovviamente, nessuna persona sia stata sottoposta intenzionalmente alle punture di A.gambiae, vediamo insieme come è stato costruito lo studio. Inizialmente gli autori del lavoro hanno osservato che le zanzare venivano più attratte da aria calda e ricca di anidride carbonica (CO₂) – caratteristiche che ricordano un corpo umano - rispetto ad aria povera di tale gas. Successivamente i ricercatori hanno osservato che l’aria proveniente da una tenda con una persona all’interno aveva ancora più capacità attraente rispetto ad aria calda e ricca di CO₂.

Arrivati, quindi, alla conclusione che una persona attrae questi insetti di più di semplice aria calda, il passo successivo è chiedersi se l’attrazione delle zanzare possa essere persona-dipendente. Per rispondere a questa domanda, lo stesso esperimento è stato condotto utilizzando l’aria proveniente da sei tende che contenevano ciascuna una persona differente. Come vi starete immaginando, le osservazioni ripetute per sei notti hanno dimostrato che le zanzare preferivano l’aria – e quindi l’odore – derivante da specifiche persone rispetto ad altre.

Per chiudere il cerchio, grazie alla volatilomica – tecnica usata per identificare le molecole organiche volatili – i ricercatori hanno identificato una serie di molecole più abbondanti negli odori dei soggetti che più attiravano le zanzare. Tra queste troviamo:

· Acido butirrico

· Acido isobutirrico

· Acido isovalerico

· Acetonio (derivante da microrganismi presenti nella pelle)

Queste molecole si trovano comunemente in natura ed in alcuni cibi ed è ipotizzabile che la loro presenza dipenda dalla dieta. Da notare, a sostegno di queste osservazioni, che la persona che meno attraeva le zanzare possedeva bassi livelli di queste molecole volatili e di contro possedeva alti livelli di eucaliptolo.

Conclusioni generali

In conclusione, gli autori del lavoro sostengono che gli odori e la CO2 rilasciati dall’uomo, una volta trasportati dal vento, possano servire da traccia per le zanzare per individuare la presenza umana. Una volta arrivate in prossimità le zanzare possono poi continuare la ricerca del bersaglio usando il contatto visivo. In generale, concludono gli autori, questo lavoro permette anche di sviluppare un approccio futuro per uno studio più approfondito sui fattori che guidano ed attraggono le zanzare considerando fattori come la dieta, il micro bioma, gravidanze o infezioni ricorrenti.

Fonti

• https://www.epicentro.iss.it/malaria/epidemiologia-mondo
• https://www.epicentro.iss.it/malaria/
• https://www.who.int/publications/i/item/9789240015791
• https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982223005328
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9406416/

Fonti immagini

• Fig.1 lamedicinainunoscatto
• Fig.2 WHO (OMS)
• Fig.3 Giraldo et al., 2023