L'evolutzionista virologo Daniel Blanco-Melo si dedica alla ricerca di patogeni antichi.

Il vaiolo, il morbillo, le paperelle. Queste sono tra le malattie contagiose che i colonizzatori europei probabilmente portarono nelle Americhe agli inizi del XVI secolo, provocando il collasso delle popolazioni indigene. Ma i virus esatti che causarono milioni di morti rimangono sconosciuti.

Daniel Blanco-Melo cerca di risolvere questo enigma storico. Virologo evolutivo presso il Fred Hutchinson Cancer Center di Seattle, utilizza strumenti all'avanguardia per studiare virus antichi e illuminare come abbiano modellato l'evoluzione umana e la storia. Nel suo recente lavoro, Blanco-Melo e colleghi hanno ricostruito due virus che circolavano in Messico al momento della colonizzazione europea.

"La nostra ricerca sui virus antichi suscita davvero l'interesse delle persone e come possiamo studiare la storia", afferma Blanco-Melo. Ma questo lavoro ha anche un significato personale per Blanco-Melo come qualcuno che è nato e cresciuto in Messico. Attraverso indagini genetiche, è in grado di studiare "qualcosa che è molto caro al mio cuore", dice, "capire davvero, con la biologia molecolare, quegli eventi storici".

L'ossessione di Blanco-Melo per i virus è sbocciata durante il liceo quando ha avuto un incontro fortuito con il libro di Matt Ridley, Genome. Blanco-Melo l'aveva comprato come regalo per la festa del papà, ma ha finito per leggerlo lui stesso. In seguito, incoraggiato dal suo insegnante di biologia, si è iscritto a un programma di laurea in genomica presso l'Università Nazionale Autonoma del Messico, o UNAM, campus di Cuernavaca.

Ha avuto il suo primo incontro con i virus antichi come dottorando presso la Rockefeller University di New York City. La sua ricerca si è concentrata su particolari virus chiamati retrovirus endogeni, resti di virus infettivi passati che si sono integrati nel libro di istruzioni geniche di un ospite.

Blanco-Melo ha catalogato per la prima volta i resti genetici lasciati da un antico retrovirus chiamato HERV-T che si diffuse tra i nostri antenati primati decine di milioni di anni fa. Ulteriori analisi hanno rivelato che un gene responsabile della produzione dell'involucro esterno del virus è rimasto presente lungo tutta la storia dei primati; persino gli esseri umani moderni conservano una versione inattiva. Questo gene codifica la proteina dell'involucro che aiuta il virus ad entrare e infettare una cellula interagendo con un'altra proteina sulla superficie cellulare.

Blanco-Melo si domandava perché un gene virale del genere fosse così ben conservato. Che tipo di vantaggio evolutivo avrebbe potuto offrire? Sulla base degli studi sulle cellule in coltura, ipotizza che gli antichi primati debbano aver sfruttato il gene virale e utilizzato la proteina correlata per eliminare la proteina di superficie cellulare, bloccando essenzialmente l'ingresso del virus nelle cellule.

Questo esempio mette in evidenza come il materiale genetico di un virus, nel corso dell'evoluzione, possa essere utilizzato contro di esso. "Questo progetto non ha solo soddisfatto la mia curiosità, ma siamo riusciti a trasformarlo in una storia completa su come un virus si è evoluto, è emerso, ma anche su come quel virus ha cessato di esistere", afferma Blanco-Melo.

Forse gli studiosi di oggi possono sfruttare strategie simili per combattere i retrovirus attuali, "con l'obiettivo principale che è l'HIV", dice Blanco-Melo.

Più di recente, Blanco-Melo si è unito a María Ávila-Arcos, un genetista evolutivo presso l'UNAM e un vecchio amico, per studiare epidemie virali che hanno in gran parte decimato le popolazioni indigene nelle Americhe.

Blanco-Melo, Ávila-Arcos e un team di ricercatori hanno estratto e isolato il DNA virale da resti scheletrici datati tra il XV e il XVII secolo. Questi resti provengono da fosse comuni in un ospedale coloniale e una cappella nell'attuale Città del Messico. I record archeologici e le autopsie ospedaliere suggeriscono che i resti nelle tombe appartenevano a persone indigene e africani schiavizzati che furono vittime di epidemie nel 1540 e nel 1570.

Sulla base di tali risultati, il team ha ricostruito i libri di istruzioni geniche di due virus precedentemente sconosciuti che circolavano in quel periodo: il parvovirus umano B19 e un virus dell'epatite B umana.

Lo studio, pubblicato nel 2021 sulla rivista eLife, è probabilmente il primo a ottenere sequenze virali antiche dalle Americhe, afferma Jesse Bloom, un virologo presso il Fred Hutch che non è stato coinvolto in questo lavoro.

"Sapere quali antichi virus infettavano le persone centinaia di anni fa è di grande interesse scientifico e storico in tutto il mondo, ma soprattutto nelle Americhe", afferma Bloom.

Il team ha scoperto che gli antichi virus erano simili ai ceppi africani contemporanei. "Sembra che siano arrivati in Messico poco dopo l'arrivo degli europei", dice Blanco-Melo, "ma non provenivano dall'Europa. Provenivano dall'Africa, fondamentalmente attraverso il commercio transatlantico degli schiavi".

Through the collaboration, Blanco-Melo has been careful to avoid helicopter research, where outsiders come to a place, get the data and take credit for the resulting work. “These samples should stay in Mexico, should be analyzed by Mexican researchers … and all those results are, of course, going to be communicated back into the communities. That’s our goal,” he says.

Though the two viruses the team identified aren’t likely to have caused massive epidemics, they could have exacerbated some of the symptoms of other diseases. Ongoing projects based on the same samples from Mexico are looking for other viruses and even peptides to get a fuller picture of the viruses from that time — and perhaps pin down big culprits. “There’s a lot more research that needs to be done in order to capture those other causative agents,” Blanco-Melo says.