Graham Colby, one of the study scientists, took this photo of researchers drilling into Lake Hazen’s ice to collect sediment samples in 2017.
In the Canadian High Arctic, climate change is bringing together viruses and potential hosts in new combinations, according to recently published research. Every novel interaction increases the risk of “viral spillover,” i.e., pathogens jumping to different hosts. And every instance of spillover is an opportunity for a virus to become more dangerous.
Viruses rely on their hosts to replicate and spread, yet most viruses are intricately co-evolved with the organisms that support them. Hosts develop defenses that viruses must work to overcome. But in instances of spillover—where a virus jumps ship to a new life form—hosts lack evolved immunity. As with the covid-19 pandemic, when a virus finds a new host for the first time, the results can be catastrophic.
In un lago alimentato dai ghiacciai nell'Alto Artico, una maggiore quantità di acqua di fusione significa una maggiore possibilità di diffusione virale, afferma il nuovo studio pubblicato sulla rivista Proceedings of the Royal Society B. I ricercatori hanno campionato i sedimenti del lago Hazen, il più grande lago artico del mondo, e hanno sequenziato l'RNA virale e il DNA di animali, piante e funghi presenti al suo interno.
Hanno scoperto che, nelle aree del lago in cui il deflusso glaciale è più elevato, la sovrapposizione evolutiva tra i virus e i possibili organismi ospiti è più bassa, il che indica una storia meno condivisa e maggiori opportunità di cross-over sfortunati. Il cambiamento climatico sta aumentando il deflusso quasi ovunque ci siano ghiacciai sulla Terra.
I ghiacciai sono ghiaccio antico. Quando si sono formati migliaia o decine di migliaia di anni fa (o anche un milione di anni fa), sono diventati capsule temporali del loro ambiente, intrappolando materiale organico, rocce e agenti patogeni nella loro matrice. E quando i ghiacciai (o il permafrost) si sciolgono a causa dei cambiamenti climatici, rilasciano queste stesse cose nel nostro mondo in rapido mutamento.
"Questa è un'ulteriore prova del fatto che il cambiamento climatico sta causando più problemi", ha dichiarato in una videochiamata lo scienziato senior dello studio Stéphane Aris-Brosou, biologo computazionale dell'Università di Ottawa. Il ricercatore si è detto sorpreso di aver trovato, insieme ai suoi colleghi, una tale correlazione tra il deflusso glaciale e il rischio di spillover. Ma ora che l'hanno trovata, non sarebbe sorpreso di vedere un nuovo virus pandemico - sia esso fungino, vegetale o animale - emergere dallo scioglimento dei ghiacciai.
Tuttavia, Aris-Brosou ha tenuto a sottolineare che "non stiamo predicendo la prossima pandemia" e soprattutto non la prossima grande esplosione virale umana. Il singolo studio dei sedimenti lacustri non è una sfera di cristallo. "Non stiamo predicendo quando, dove, in quale ospite o quali virus porteranno alla prossima pandemia, niente del genere", ha detto.
Gli eventi di spillover non significano necessariamente una pandemia e la stragrande maggioranza dei virus non infetta le persone. Inoltre, Aris-Brosou e i suoi colleghi non hanno ripreso lo spillover effettivamente in atto e non hanno nemmeno identificato i virus specifici presenti nei sedimenti glaciali. Hanno invece adottato un approccio ampio, valutando quanto lo scioglimento abbia confuso le varie storie genetiche all'interno del lago Hazen.
Ricerche precedenti hanno rilevato che il cambiamento climatico aumenta la possibilità di eventi di spillover, ad esempio costringendo gli animali a spostarsi in habitat diversi. Ma il nuovo studio è il primo nel suo genere a quantificare il rischio di spillover sequenziando tutti i dati genetici presenti in un ambiente, secondo gli autori dello studio. "A nostra conoscenza, questo è il primo tentativo di valutare la virosfera completa dei virus a DNA e a RNA e la loro capacità di diffusione", scrivono nel loro articolo.
Poiché si tratta di un nuovo approccio, Aris-Brosou ha sottolineato che le loro scoperte presentano notevoli limitazioni. Innanzitutto, non esistono informazioni di confronto. I ricercatori sono riusciti a determinare che il rischio di spillover aumenta con lo scioglimento dei ghiacciai nei sedimenti lacustri, ma non possono dire quanto sia alto il rischio di spillover virale nel lago Hazen rispetto a qualsiasi altro luogo del mondo. "Non abbiamo un senso di scala per questo, al momento", ha detto Aris-Brosou.
Inoltre, poiché hanno sequenziato un pool così ampio di informazioni genetiche, le loro scoperte mancano di specificità. Al momento, gli scienziati non sono in grado di dire con esattezza quali virus si nascondano sul fondo del lago, e nemmeno in quale percentuale siano ancora infettivi. Ma in un lavoro di follow-up già in corso, Aris-Brosou spera di determinare quanto i virus trovati siano strettamente correlati agli agenti patogeni attuali e se ce ne siano di completamente nuovi per la scienza.
Tuttavia, i risultati evidenziano un effetto collaterale poco studiato del cambiamento climatico. Bruciando combustibili fossili, stiamo alterando tutto del nostro mondo, fino alle interazioni tra la vita e i virus sul fondo di un lago glaciale. "Siamo noi i principali responsabili di questa situazione", ha detto Aris-Brosou. Quindi, "dobbiamo riflettere attentamente sul modo in cui conduciamo le nostre vite". Altrimenti, l'aumento del rischio di spillover e le eventuali future pandemie che ne deriveranno sono una conseguenza drammatica.