Unire le forze
Sempre più pesci nei fiumi svizzeri sono colpiti dalla malattia renale proliferativa. Insieme ai partner, i ricercatori dell'ETH di Zurigo e dell'Eawag stanno studiando come tenere sotto controllo la malattia.
Nel seminterrato dell'"Aquatikum" dell'Eawag di Dübendorf c'è freddo e rumore e l'odore delle rive di una palude. Lumache d'acqua, alghe e altre forme di vita acquatica prosperano in un tratto di torrente che è stato reso controllabile. Un piccolo tratto del torrente Chriesbach, che scorre davanti all'edificio di ricerca recentemente inaugurato, viene deviato nel seminterrato con potenti pompe. Qui il torrente scorre in bacini e gocciola su scaffali rivestiti di piatti di vetro e vasetti di yogurt.
Hanna Hartikainen, ricercatrice post-dottorato presso il Dipartimento amministrativo di Ecologia acquatica, è particolarmente interessata a tre piccoli acquari in questo "laboratorio del torrente". Nell'acqua sono sospese diverse lastre di vetro, sulle quali si può osservare una pianta lattiginosa e trasparente. L'intero interesse di ricerca di Hanna Hartikainen si concentra su questi cosiddetti briozoi. Hanna Hartikainen fa parte di un ristretto gruppo di scienziati in tutto il mondo che studiano questi minuscoli invertebrati, grandi solo pochi millimetri.
Sistema ospite-parassita complesso
I briozoi crescono in colonie sotto le pietre e sulle radici degli alberi pendenti nei fiumi e nei torrenti. Di particolare interesse per i ricercatori è la loro funzione di ospiti di Tetracapsuloides bryosalmonae(Tbryo), l'agente causale della malattia renale proliferativa (PKD). La PKD è un'infezione parassitaria che colpisce principalmente i salmonidi, tra cui trote iridee e fario, salmerini e salmoni. Il sistema ospite-parassita della malattia è estremamente complesso: i briozoi rilasciano la Tbryo nell'acqua in estate sotto forma di spore. Le spore infettano i pesci principalmente attraverso le branchie, da dove i parassiti migrano verso i reni. Lì crescono e si moltiplicano. Il pesce stesso diventa un ospite per l'agente patogeno e in autunno espelle le spore nell'urina. Queste infettano a loro volta i briozoi presenti nell'acqua con il Tbryo.
L'infezione da parassiti si diffonde
Nei pesci, l'infezione diventa normalmente visibile solo quando la temperatura dell'acqua supera i 15°C. Il rene, di solito una sottile striscia rossa lungo la spina dorsale del pesce, si gonfia fino a diventare un tubo grigio spesso come un dito umano. Negli allevamenti di salmoni e trote negli Stati Uniti e in Inghilterra, la PKD ha talvolta ucciso fino al 90% degli animali. La malattia è nota da tempo anche in Europa. Tuttavia, è solo negli ultimi anni che si è diffusa. Recentemente sono stati segnalati per la prima volta casi di PKD in Scandinavia. In Svizzera, la situazione sta attualmente degenerando: nell'estate 2015, Hartikainen e i suoi collaboratori hanno effettuato delle catture di prova nel fiume Wigger. In alcuni punti, quasi tutte le trote fario esaminate erano infestate dalla PKD.
La temperatura potrebbe essere un fattore chiave nella diffusione accelerata della malattia. Le serie di misurazioni dei fiumi svizzeri mostrano che la temperatura dell'acqua è aumentata fino a 1,5°C negli ultimi 30 anni. Inoltre, il Centro di medicina dei pesci e della fauna selvatica dell'Università di Berna ha dimostrato che finora la PKD si è manifestata soprattutto a basse altitudini, dove l'acqua è più calda. "Ci sono molte indicazioni che indicano che il riscaldamento globale favorisce la diffusione dei briozoi da un lato e aumenta il tasso di mortalità dei pesci infetti dall'altro", spiega Hartikainen.
Jukka Jokela, professore di ecologia acquatica all'ETH di Zurigo, ipotizza che ci siano altri fattori di influenza: "Il raddrizzamento dei corsi d'acqua, la costruzione di dighe e l'introduzione di nuove sostanze chimiche nei corpi idrici probabilmente favoriscono ulteriormente la diffusione dei briozoi e della PKD"; ad esempio, è stato riscontrato che le fessure sottili negli elementi di cemento utilizzati per il raddrizzamento dei fiumi offrono opportunità di riproduzione ideali per i briozoi.
8000 reni di pesce come referenze
Jokela e Hartikainen stanno attualmente studiando come il parassita interagisca geneticamente e immunologicamente con i suoi due ospiti. Questo fa parte di un progetto di ricerca finanziato dal Fondo nazionale svizzero per la ricerca scientifica, avviato nel febbraio 2014. Tre università partner sono coinvolte in questo progetto. Hartikainen lavora a stretto contatto con il Centro di medicina dei pesci e della fauna selvatica dell'Università di Berna. La ricercatrice trasporta regolarmente i suoi briozoi allevati nell'Aquatikum da Dübendorf a Berna. Lì, gli specialisti ittici li collocano in grandi acquari con giovani trote di ruscello. I ricercatori studiano quindi il decorso della malattia in base alla concentrazione dell'agente patogeno, alla temperatura dell'acqua e ai diversi ceppi di parassiti.
Negli ultimi dieci anni, l'Università di Berna ha esaminato 8.000 reni di pesci provenienti dalle acque svizzere per la PKD, li ha conservati e catalogati. "Questo insieme di dati è un tesoro e mi offre eccellenti opportunità di ricerca. ? stato uno dei motivi per cui mi sono trasferito in Svizzera dall'Inghilterra", afferma Hartikainen. Estraendo il DNA dai reni conservati, i ricercatori possono ricostruire con estrema precisione come il parassita sia cambiato nel corso degli anni e si sia adattato all'ambiente.
Entro l'inizio del 2017, il team del progetto mira non solo a comprendere meglio la biologia e l'epidemiologia della PKD, ma anche a simularne la futura diffusione. Un terzo gruppo presso l'EPF di Losanna sta sviluppando un modello a questo scopo. Il progetto si concentra anche sulle basi per combattere efficacemente la PKD. L'Università di Aberdeen si sta quindi concentrando sulle proprietà molecolari dell'agente patogeno. Queste conoscenze potrebbero un giorno portare a un vaccino. "La collaborazione multidisciplinare sta portando a nuove e fondamentali conoscenze sulla PKD", afferma Hartikainen. "Dalle più piccole interazioni molecolari all'epidemiologia delle popolazioni complessive".