Nuova ricerca dell'Università dell'East Anglia (UEA), UK, e la Dalhousie University, Canada, rivela come i sistemi immunitari possono sviluppare la resistenza ai parassiti.

uno studio, pubblicato oggi in Comunicazioni sulla natura , risolve l'enigma di come le specie possono adattarsi e modificare il proprio sistema immunitario per far fronte a nuove minacce parassitarie, mostrando allo stesso tempo un cambiamento evolutivo minimo o nullo nella funzione immunitaria critica nel corso di milioni di anni.

I risultati aiutano a spiegare perché noi umani abbiamo alcuni geni immunitari che sono quasi identici a quelli degli scimpanzé.

Scienziati dell'UEA e della Dalhousie University hanno studiato come i pesci Guppy (Poecilia reticulata) si adattano per sopravvivere studiando i loro geni immunitari, noto come il complesso maggiore di istocompatibilità o geni MHC.

Hanno scoperto che i guppy mettono a punto questi geni in ogni luogo, consentendo loro di adattarsi e sopravvivere in molti ambienti diversi ed estremi. Nonostante questo adattamento, i geni hanno mantenuto una funzione critica per decine di milioni di anni.

La scoperta potrebbe migliorare la comprensione da parte degli scienziati di come specie affini possono adattarsi e modificare il proprio sistema immunitario per far fronte a nuove minacce dei parassiti, condividendo contemporaneamente una funzione simile.

Il dottor Jackie Lighten dell'UEA ha guidato lo studio. Ha detto:"I Guppy sono piccoli, pesci colorati originari del Sudamerica, Trinidad e Tobago. Sono un modello fantastico per la ricerca sull'ecologia e l'evoluzione dei vertebrati.

"I geni MHC sono un'importante linea di difesa nel sistema immunitario dei vertebrati, compresi gli umani. Poiché i parassiti si evolvono più rapidamente dei loro ospiti vertebrati, i geni immunitari devono essere molto diversificati per stare al passo con i parassiti e prevenire le infezioni.

"I geni MHC producono strutture proteiche che si trovano sulla superficie esterna delle cellule. Questi geni sono diversi e quindi producono una serie di proteine, ognuno dei quali presenta una parte specifica di un parassita o agente patogeno che ha tentato di infettare il corpo. La forma specifica della proteina determina quali parassiti può riconoscere, e segnali al sistema immunitario per prevenire l'infezione."

Lo studio ha esaminato la variazione genetica MHC in 59 popolazioni di guppy in tutta Trinidad, Tobago, Barbados, e Hawaii. Gli autori hanno trovato centinaia di diverse varianti immunitarie, ma questi cosiddetti "alleli" sembrano essere raggruppati in un numero minore di gruppi funzionali o "supertipi".

Prof van Oosterhout, anche dalla Scuola di Scienze Ambientali dell'UEA, ha detto:"Ogni supertipo protegge l'ospite contro un gruppo specifico di parassiti, e questi supertipi erano comuni tra le popolazioni, e specie, indipendentemente dalla posizione.

"Però, gli alleli che compongono un supertipo tracciano la rapida evoluzione dei parassiti, e anch'essi si stanno evolvendo rapidamente. Questi alleli sono in gran parte specifici per ogni popolazione, e aiutano nella "messa a punto" della risposta immunitaria ai parassiti specifici (locali) che attaccano l'ospite in quella popolazione".

Prima di questo studio, gli scienziati hanno discusso su come questi geni immunitari possano evolversi rapidamente (il che è necessario per stare al passo con i parassiti in rapida evoluzione), pur mostrando anche poco o nessun cambiamento evolutivo nella loro funzione nel corso di milioni di anni, come osservato tra umani e scimpanzé. Questo studio risolve quel dibattito.

Il professor Bentzen della Dalhousie University ha dichiarato:"Sebbene questo studio si sia concentrato sui geni MHC nei vertebrati, le dinamiche evolutive descritte in esso probabilmente si applicano ad altre famiglie di geni, per esempio i geni di resistenza e quelli che impediscono l'autofecondazione nelle piante (loci di autoincompatibilità) che sono coinvolti nelle loro stesse razze evolutive."

Il dottor Lighten ha aggiunto:"È un importante passo avanti nella comprensione della genetica evolutiva del sistema immunitario, e può aiutare a spiegare alcune delle sconcertanti osservazioni osservate in studi precedenti su molti altri organismi".

"La genetica evolutiva dei supertipi immunologici rivela due volti della Regina Rossa" è pubblicata sulla rivista Comunicazioni sulla natura il 3 novembre 2017.