La "vaccinazione" delle rane può o meno proteggerle da una pandemia, ma fornisce un'altra opzione per la conservazione

Quando è emersa per la prima volta la pandemia di COVID-19, molti ricercatori sulle malattie della fauna selvatica come me non furono troppo sorpresi.Alcuni erano incuriositi dal fatto che non fosse successo prima;dopo tutto, è nostro compito osservare, descrivere e studiare le dinamiche pandemiche negli animali.

Gli anfibi, ad esempio, sono sottoposti da decenni ad una panzootica globale – la versione animale di una pandemia.Alla fine degli anni ’90, i ricercatori hanno identificato il fungo anfibio chytrid, che causa la malattia spesso letale chitridiomicosi, poiché il probabile colpevole dietro la rana e la salamandra diminuisce e si estingue Australia A America centrale e altrove che è iniziato 10, 20 o anche 30 anni prima.

Gli scienziati hanno trovato questo agente patogeno ogni continente abitato dagli anfibi, e l'esteso commercio globale di anfibi ha probabilmente diffuso ceppi altamente letali in tutto il mondo.In alcuni è diffuso il fungo anfibio chitride regioni geografiche, e, come il virus che causa il COVID-19, può farlo mutare rapidamente e assumono nuove forme che causano una diversa gravità della malattia.

Traslocazione conservativa è un modo sempre più diffuso per recuperare le specie che hanno subito un ampio calo della popolazione.Si tratta di spostare organismi per ristabilire popolazioni che si sono estinte, integrare quelle esistenti o stabilirne di nuove in aree in cui la specie non era precedentemente presente.Tuttavia, quando il fungo anfibio chytrid è prevalente nel paesaggio, è probabile che le rane si ammalino di nuovo, ostacolando il successo della traslocazione.

Per evitare gli inconvenienti della malattia, i ricercatori lo sono utilizzando uno strumento spesso impiegati contro le pandemie umane: vaccinazioni simili ai vaccini.

In il nostro recente studio, io e il mio gruppo di ricerca abbiamo vaccinato minacciati Rane dalle zampe rosse della California contro il fungo chitride prima della traslocazione esponendoli al fungo chitride in laboratorio.Volevamo vedere se potevamo attivare il loro sistema immunitario e dare loro un vantaggio rispetto al fungo una volta rilasciati.I nostri risultati sono stati inaspettati.

Niente che un cocktail non possa curare

Dal 2017, il Parco nazionale Yosemite sta traslocando attivamente le rane dalle zampe rosse della California Valle dello Yosemite, dove è già presente il fungo chitride.Abbiamo usato a piccolo sottoinsieme di queste rane traslocate nel nostro studio.

Abbiamo raccolto uova di rana selvatica in un luogo dove la specie prospera, a circa 100 miglia a nord-ovest della Yosemite Valley, e poi le abbiamo allevate in cattività allo zoo di San Francisco.Una volta che si sono trasformate in rane giovani, ne abbiamo immerse 20 in un "cocktail" di quattro ceppi vivi e attivi del fungo.Dopo tre settimane, è stato somministrato loro un bagno con un farmaco antifungino per fermare l’infezione.Ad altre 40 rane che non erano state esposte al fungo è stato fatto un bagno con un farmaco antifungino.

Poi abbiamo riesposto al fungo le 20 rane precedentemente infette una seconda volta, mentre 20 rane precedentemente non infette sono state esposte al fungo per la prima volta.Volevamo vedere come le rane con una seconda infezione – vale a dire quelle che erano state “vaccinate” – rispetto a quelle che erano state infettate solo una volta.

Ciò che abbiamo scoperto è stato sorprendente:Il 35% delle rane infettate solo una volta hanno eliminato con successo l'infezione senza vaccinazione o farmaci antifungini.Ciò ha suggerito che abbiano una certa misura di immunità innata, il che significa che la prima linea di difesa del loro sistema immunitario è stata in grado di combattere il fungo.Inoltre, le rane infettate una seconda volta avevano un tasso di infezione complessivamente inferiore del 31% rispetto a quelle infettate una sola volta.Ciò ha suggerito che il trattamento simile al vaccino funziona anche stimolando immunità adattativa, il che significa che il loro sistema immunitario ha imparato a riconoscere il fungo fin dalla prima esposizione e a combatterlo in modo più efficiente.Nessuna delle rane è morta a causa delle infezioni fungine.

Prima di rilasciarle in natura, abbiamo trattato le rane con un farmaco antifungino e le abbiamo monitorate per assicurarci che fossero libere da malattie.Abbiamo attaccato minuscoli trasmettitori con cinture di perline intorno alla vita in modo da poter monitorare le loro infezioni e la loro sopravvivenza per tre mesi.

Inaspettatamente, non abbiamo riscontrato alcuna differenza nel carico della malattia tra le rane che non erano mai state infettate e quelle che erano state precedentemente infettate in laboratorio.Ciò suggerisce che immunizzare questa specie per il fungo chitride, almeno nello Yosemite, potrebbe non essere necessario per garantire la loro sopravvivenza dopo la reintroduzione.

In effetti, le rane dalle zampe rosse della California rilasciate nella Yosemite Valley prosperano tre anni dopo il nostro esperimento e sei anni dopo la loro prima traslocazione.Stanno ibernando con successo durante gli inverni freddi ed emergono all'inizio della primavera per la riproduzione.

Speranza per il futuro

Il nostro studio adotta un nuovo approccio allo strumento emergente di inoculazione contro il fungo chitride.Combinando esperimenti ex situ, o di laboratorio, con l'implementazione in situ, o sul campo, mettiamo alla prova le osservazioni di laboratorio nel mondo reale.Questo tipo di lavoro rafforza le collaborazioni tra gestori della fauna selvatica e zoo, che sono sempre più necessarie in quanto La crisi della biodiversità accelera.

Sebbene le rane dalle zampe rosse della California nella Yosemite Valley non sembrassero aver bisogno di vaccinazioni, ciò non significa che altre specie di anfibi in pericolo in tutto il mondo non ne abbiano bisogno.La ricerca sulle inoculazioni di chitride in altre specie ha avuto risultati contrastanti, che vanno da non migliorando la sopravvivenza A ridurre il carico di infezioni associata ad un aumento della sopravvivenza.Una delle principali sfide di questo approccio alla conservazione è che, anche se la vaccinazione aumenta la sopravvivenza dopo il rilascio iniziale, questa immunità non si trasmette alle generazioni successive.

C'è speranza, tuttavia.I ricercatori stanno lavorando per identificare il firme genetiche associate all’immunità al fungo chitride.In caso di successo, i programmi di allevamento possono selezionare artificialmente – e forse addirittura modifica genetica – tratti protettivi per dare alle rane un vantaggio su un agente patogeno che ha devastato le popolazioni di anfibi in tutto il mondo.