L'ANTICHITA' di Ebola

Uno studio genetico dimostra - contrariamente a quello che si potrebbe pensare, che il VirusEbola è antico. Si pensava che risalisse alla nascita dell'Agricoltura (circa 10.000 anni fa, più o meno). 
Invece è molto più antico.
Risalirebbe addirittura al periodo Miocenico, cioé a diversi milioni d'anni fa...
La fonte è la rivista PeerJ e le ricerche sono di tipo genetico: il virus sarebbe stato rinvenuto - esattamente nel medesimo posto del genoma -  in quattro specie differenti di roditori. Dato l'estrema esiguità che la cosa sia avvenuta in tempi differenti, si pensa che l'introduzione del materiale virale nel genoma sia avvenuta in un unico progenitore, è cioé proprio nel Miocene.




Ebola's evolutionary roots are more ancient than previously thought 



 A new study is helping to rewrite Ebola's family history. The research shows that filoviruses—a family to which Ebola and its similarly lethal relative, Marburg, belong—are at least 16-23 million years old. 

A colorized transmission electron micrograph (TEM) of the Ebola virus  
[Credit: Frederick A. Murphy, via the Centers for Disease Control and Prevention] 

Filoviruses likely existed in the Miocene Epoch, and at that time, the evolutionary lines leading to Ebola and Marburg had already diverged, the study concludes. 
The research was published in the journal PeerJ in September. 
It adds to scientists' developing knowledge about known filoviruses, which experts once believed came into being some 10,000 years ago, coinciding with the rise of agriculture. 
The new study pushes back the family's age to the time when great apes arose. 
"Filoviruses are far more ancient than previously thought," says lead researcher Derek Taylor, PhD, a University at Buffalo professor of biological sciences. 
"These things have been interacting with mammals for a long time, several million years." According to the PeerJ article, knowing more about Ebola and Marburg's comparative evolution could "affect design of vaccines and programs that identify emerging pathogens." 
The research does not address the age of the modern-day Ebolavirus. 
Instead, it shows that Ebola and Marburg are each members of ancient evolutionary lines, and that these two viruses last shared a common ancestor sometime prior to 16-23 million years ago. 
Clues in 'fossil genes' Taylor and co-author Jeremy Bruenn, PhD, UB professor of biological sciences, research viral "fossil genes"—chunks of genetic material that animals and other organisms acquire from viruses during infection.

In the new study, the authors report finding remnants of filovirus-like genes in various rodents. 

One fossil gene, called VP35, appeared in the same spot in the genomes of four different rodent species: two hamsters and two voles. 
This meant the material was likely acquired in or before the Miocene Epoch, prior to when these rodents evolved into distinct species some 16-23 million years ago. 

In other words: It appears that the known filovirus family is at least as old as the common ancestor of hamsters and voles. "These rodents have billions of base pairs in their genomes, so the odds of a viral gene inserting itself at the same position in different species at different times are very small," Taylor says. "It's likely that the insertion was present in the common ancestor of these rodents." 
The genetic material in the VP35 fossil was more closely related to Ebola than to Marburg, indicating that the lines leading to these viruses had already begun diverging from each other in the Miocene. 
The new study builds on Taylor's previous work with Bruenn and other biologists, which used viral fossil genes to estimate that the entire family of filoviruses was more than 10 million years old. However, those studies used fossil genes only distantly related to Ebola and Marburg, which prevented the researchers from drawing conclusions about the age of these two viral lines. 
The current PeerJ publication fills this viral "fossil gap," enabling the scientists to explore Ebola's historical relationship with Marburg. Possible relevance to disease prevention The first Ebola outbreak in humans occurred in 1976, and scientists still know little about the virus' history. 
The same dearth of information applies to Marburg, which was recognized in humans in 1967 and implicated in the death of a Ugandan health worker this month. 
Understanding the virus' ancient past could aid in disease prevention, Taylor says. He notes that if a researcher were trying to create a single vaccine effective against both Ebola and Marburg, it could be helpful to know that their evolutionary lineages diverged so long ago. 

Knowing more about filoviruses in general could provide insight into which host species might serve as "reservoirs" that harbor undiscovered pathogens related to Ebola and Marburg, Taylor says. "When they first started looking for reservoirs for Ebola, they were crashing through the rainforest, looking at everything—mammals, insects, other organisms," Taylor says. "The more we know about the evolution of filovirus-host interactions, the more we can learn about who the players might be in the system." 


Author: Charlotte Hsu | Source: University at Buffalo [October 24, 2014]

La Mutazione

La Mutazione, (spiegata in modo semplice, Pasuco: se non la capisci qui, rinuncia a comprendere la Genetica tutta).

Che cosa è.

Si tratta di una modifica del DNA, che può anche esprimersi con differenze fenotipiche (visibili a occhio nudo).

È riconducibile ad un errore di copiatura, durante la fase di replicazione del DNA (durante la duplicazione del materiale ereditario); gli individui che ne originano si definiscono ‘mutanti’ (definizione di Hugo De Vries, dalle sue osservazioni sulla primula). Si porta sempre a proposito l’esempio dell’errore dell’amanuense dei monasteri medievali, che commette un errore per stanchezza, durante la noiosa e lunga copiatura di un raro e prezioso codice salvato dalla distruzione.

La mutazione consiste quindi in una variazione nella sequenza delle basi nucleotidiche del DNA. Poiché le sequenze delle basi possiedono un significato certo, dal punto di vista biologico, un cambiamento della loro sequenza determina un cambiamento di significato (e qui, l’esempio dell’amanuense calza alla perfezione: cambiando la ‘m’ di ‘Roma’ posso ottenere ‘rosa’, oppure ‘roba’, ma  anche parole senza significato come ‘rona’ o ‘ropa’) il significato della frase sarà conseguentemente alterato e – in qualche caso – non ricostruibile.

La mutazione è un evento raro.

Avviene di solito in una percentuale compresa tra 1 individuo su 10.000 fino a un individuo su un milione (la loro osservazione – pertanto – richiede moltissimo tempo; precisamente per questo motivo furono usati prima organismi a rapido tasso riproduttivo [il moscerino della frutta, ad esempio] e poi gli agenti mutageni).

La mutazione è un evento importante.

Essa rappresenta uno dei fattori biologici che aumentano la variabilità genetica, cioè il substrato sul quale opera la selezione naturale. In pratica: permette l’evoluzione di nuove forme di vita sulla terra.

[La frequenza con la quale avviene la mutazione è stata oggetto di numerosi studi ed ha portato alla formulazione di un utile strumento (il cosiddetto ‘orologio molecolare’) per valutare il tempo occorsa dalla prima separazione tra le varie specie, ma anche il tempo (e la sede geografica) in cui è comparso una mutazione per la prima volta (utilissimo nella Genetica di Popolazioni).

Ma la frequenza può anche essere alterata da fattori vari, tra cui agenti chimici e radiazioni elettromagnetiche (si veda il caso del cosiddetto grano ‘Creso’, ottenuto alla Casaccia con irradiazione casuale di raggi X)].

Le mutazioni possono essere di vario tipo:

a)    Silente (o Neutra) .Non ha apparenti conseguenze fenotipiche, forse perché avviene in una parte di DNA non attivo. Se invece l’alterazione prodotta altera un’intera tripletta che codifica un aminoacido diverso dalla precedente, allora si parla di Missenso. [questo potrà avere un effetto più o meno marcato, sulla funzionalità della cellula e dell’organismo, a seconda dell’importanza del ruolo che quel preciso aminoacido svolge all’interno della proteina. Un esempio è l’anemia falciforme, che è determinata dallo scambiodi un’unica base nella catena Beta dell’emoglobina (Valina, invece di Leucina)]. Ove la cellula non sia in grado di tollerare i cambiamenti biochimici determinati dalla Mutazione, questa è detta Letale. Non sempre la situazione è così schematizzabile: spesso, anzi, le mutazioni  non riguardano proteine determinanti per la vita della cellula ed anzi, talvolta, sono addirittura utili alla cellula: il fenomeno della resistenza agli antibiotici dei batteri è uno di questi casi].

b)    Puntiforme (è un tipo semplice di mutazione genica). Altera una sola base del DNA. Quest’ultima può essere sostiruita da un’altra, oppure essere eliminata. Può anche verificarsi uno scorrimento (frame shift) nella lettura del codice genetico, con alterazioni di varia gravità nella decodifica del messaggio genetico.

c)    Genica. Coinvolge un solo gene, è spontanea e casuale, ha una frequenza estremamente bassa ed altera solamente la sintesi di un’unica proteina.

d)    Cromosomica. È la perdita,aggiunta, trasferimento o inversione di segmenti di un cromosoma; oppure nello scambio di segmenti fra più cromosomi.

e)    Genomica. Altera il numero dei cromosomi caratteristico della specie alla quale appartiene l’organismo colpito [ appartengono a questo tipo la Sindrome di Down o trisomia 21, la sindrome di Turner e la sindrome di Klinefelter.

Agenti Mutageni.

Sono fattori – sostanze chimiche o radiazioni – che possono aumentare la frequenza della mutazione fino ad un caso su 100 o 1000 individui. Sono stati molto usati per chiarire il fenomeno della Mutazione: appartengono a questo gruppo di agenti i raggi gamma (emessi dal radio), i raggi X e l’Iprite (costituente principale dei gas tossici usati durante la I Guerra Mondiale). Anche i raggi ultravioletti possiedono – seppure in misura molto minore – un potere mutageno.

La presenza nell’ambiente  di moltissime sostanze (benzene, catrame, stanze radioattive, metalli pesanti) è stata scientificamente correlata con la capacità di produrre  mutazioni ed in particolare con la capacità di indurre tumori. L’OMS ha stabilito che circa il 70-(0% dei tumori è oggi determinato da fattori presenti nell’ambiente.

Riparazione del DNA.

Naturalmente, nella sua meravigliosa provvidenza, la Natura possiede alcuni preziosi meccanismi di riparazione, che sono presenti in tutti gli organismi viventi, dai monocellulari all’uomo.

Non entro nel merito delle modalità di questi meccanismi, mi limito a citarne due:

1)    il principale e più importante  è la riparazione per escissione del danno; si tratta di un meccanismo complesso che richiede un’attività polienzimatica).

2)    un altro meccanismo è la foto-riattivazione dei dimeri di T (con la DNA-fotoliasi).

Di palo in frasca: Ebola

Oggi si parla molto di Ebola, a vanvera, spesso...

Visto che si parlava di mutazione, esaminiamo da questo punto di vista la situazione.

Il microrganismo che ne è l’agente eziologico – è fuori di dubbio – si sta riproducendo attivamente come mai aveva fatto prima d’ora. Questo per forza di cose aumenterà la frequenza delle mutazioni che le sue nuove generazioni presenteranno.

Adesso, Ebola non è affatto un agente infettivo pietoso nei confronti del proprio ospite: in genere lo uccide rapidamente.

Il perfetto agente infettante, invece, è quello che non uccide il proprio ospite, ma ne usa a lungo le risorse, causando fastidi sopportabili, convivendo con lui senza scatenare la necessità di una lotta senza quartiere.

Questo fatto, dal punto di vista della sopravvivenza stessa di Ebola non è positivo: esso rapidamente e facilmente estingue tutto il proprio terreno di coltura umano (se si tratta di piccoli centri sperduti del Centro Africa) e quindi deve presto scomparire (probabilmente sopravvivendo in qualche altro ospite che non conosciamo…

Adesso, lo scenario è differente: Ebola si è trasferito in grossi centri, dove il suo terreno di coltura è abbondante, ma il problema di base rimane.

L'uomo - in tutta la sua storia - ha sempre distrutto tutti gli organismi che erano troppo pericolosi per lui (questo vale tanto per la megafauna antica, quanto per i microorganismi)  e ne ha causato l'estinzione, oppure l'estrema riduzione degli areali a zone periferiche nelle quali non abita. Ha creato vaccini, farmaci, misure prudenziali e protocolli.

Le mutazioni di Ebola potranno essere – come abbiamo visto sopra – vantaggiose o svantaggiose o neutre (per l’agente infettante).

Ma come saranno per noi?

Il quadro più pessimistico vede la oomparsa diun Ebola mutante con la capacità di trasmissione per via aerea, per esempio...

Un quadro ottimista vede la comparsa di un Ebola più lento nella distruzione del proprio ospite, che si dia più tempo per sopravvivere nel medesimo ospite (e dia contemporaneamente a noi più tempo per adottare le nostre contromisure, sia naturali, sia farmacologiche).

Io non ho dubbi: potrà anche essere una lotta molto dura, ma alla fine vincerà l'uomo.

EBOLA

Cronologia delle precedenti epidemie di Ebola

Anno	Paese	Ceppo  virus	Casi	Decessi	Tasso mortalità
2012	Rep. Dem. del Congo	Bundibugyo	57	29	51%
2012	Uganda	Sudan	7	4	57%
2012	Uganda	Sudan	24	17	71%
2011	Uganda	Sudan	1	1	100%
2008	Rep. Dem. del Congo	Zaire	32	14	44%
2007	Uganda	Bundibugyo	149	37	25%
2007	Rep. Dem. del Congo	Zaire	264	187	71%
2005	Congo	Zaire	12	10	83%
2004	Sudan	Sudan	17	7	41%
2003 (Nov-Dic)	Congo	Zaire	35	29	83%
2003 (Gen-Apr)	Congo	Zaire	143	128	90%
2001-2002	Congo	Zaire	59	44	75%
2001-2002	Gabon	Zaire	65	53	82%
2000	Uganda	Sudan	425	224	53%
1996	Sud Africa (ex-Gabon)	Zaire	1	1	100%
1996 (Lug-Dic)	Gabon	Zaire	60	45	75%
1996 (Gen-Apr)	Gabon	Zaire	31	21	68%
1995	Rep. Dem. del Congo	Zaire	315	254	81%
1994	Costa d'Avorio	Taï Forest	1	0	0%
1994	Gabon	Zaire	52	31	60%
1979	Sudan	Sudan	34	22	65%
1977	Rep. Dem. del Congo	Zaire	1	1	100%
1976	Sudan	Sudan	284	151	53%
1976	Rep. Dem. del Congo	Zaire	318	280	88%

01 Agosto 2014 | Marco Ferrari

Ebola

L'allarme è serio, ma prevalentemente giornalistico: la febbre emorragica è in genere così rapidamente distruttiva da non permettere al paziente infetto d'allontanarsi troppo dal luogo in cui si è infettato (l'incubazione asintomatica dura circa tre settimane). Si tratta di pazienti che difficilmente potrebbero salire su un aeroplano ed giungere in Europa: il loro viaggio via terra durerebbe più probabilmente diverse settimane (un mese circa, almeno, fino alle coste del Nord Africa) per cui morirebbero prima, lungo il percorso. Comunque, paesi come la Francia (l'unico europeo ad avere linee aeree dirette con i luoghi incriminati) sono in allerta.

Ebola è un pessimo agente infettivo: non ha la buona educazione di risparmiare nessuno ed uccide troppo rapidamente i propri ospiti, in genere in 7-10 giorni. Questo comportamento - fino ad oggi - ne ha fatto un agente eziologico che distruggeva totalmente un'intera piccola comunità nella foresta dell'Africa tropicale centro occidentale e poi scompariva senza lasciare traccia per qualche tempo (in ospiti animali non umani? In una forma di resistenza?). 

Ma il suo recente interessamento - rapido ed imprevisto -per i centri urbani (e soprattutto il fatto che il più autorevole medico che conduce ricerche su Ebola, Sheik Umar Khan, sia stato infettato insieme alla sua Equipe) ne ha fatto un boccone goloso per la stampa internazionale...

Nei grossi centri è più difficile quella diagnosi iniziale (prurito generalizzato, malessere crescente) che può permettere l'isolamento tempestivo dei casi sospetti, se non quando ormai è troppo evidente l'infezione (Emorragie diffuse a tutti i compartimenti, febbre, gravissima debolezza) e allora è tardi per evitare un contagio pericolosissimo ed imprevedibile.

Che un'equipe di ricercatori esperti si sia infettata è certamente inquietante: specialmente considerando che per Ebola si usa il 'Livello IV' di protezione, che implica ambienti di lavoro a pressione negativa (in caso di  falla, l'aria entra nell'ambiente del laboratorio e germi pericolosi non possono uscire) e tute a pressione positiva (i ricercatori assomigliano all' 'Uomo Michelin', ma in caso di falla, l'aria esce dalla loro tuta, evitando per un certo tempo che germi possano entrarvi, e soprattutto avvertendoli - con lo sgonfiamento - dell'avvenuta falla).

Già da anni i teorici ritengono che sarà una zoonosi a causare la prossima grande epidemia mondiale. 

Ebola è una zoonosi.

By Maren Hunsberger, reposted with permission (originally published athttp://goo.gl/ZVwoBU)

The internet is awash with news that one of the world’s foremost Ebola-fighting physicians, Sheikh Umar Khan, has himself been infected with the disease (http://goo.gl/i5T6yj), along with two American aid workers (http://goo.gl/VuQJA9). History’s deadliest outbreak of Ebola is currently sweeping across Sierra Leone, Guinea, and Liberia, having claimed more than 600 lives already. With a mortality rate of anywhere between 40% and 90% (this epidemic's is around 65%), what is it that makes Ebola one of the most lethal diseases in the pantheon of pathogens? Why is there no cure or vaccine? And why is so difficult to control?

The Basics: Ebola’s full name is Ebola haemorrhagic fever, a rather gruesome title (the details of which we’ll address shortly). It’s caused by the Ebola virus (no surprises there), which is a member of the Filoviridae family. For context, viruses can be 50-100 times smaller than bacteria, and come in a variety of shapes. Ebola virus, along with its sister, Marburg virus, is thread-like in appearance. Ebola is also a zoonotic disease (http://goo.gl/Kgo5Fu), which means it is transferrable from non-human animals to humans (and vice versa). In Ebola’s case, humans can catch it from non-human primates such as chimpanzees and gorillas, as well as from rodents, bats, and a few ungulates. Transfer of the virus occurs through close contact with infected bodily fluids such as blood, vomit, and feces, all of which abound after Ebola has done its damage.

A Little Background: The family of zoonotic diseases includes Rabies, Hanta virus, Anthrax, Lyme disease, the ever-infamous Plague (http://goo.gl/8Yeu5c), Toxoplasmosis, and many more, all of which have fascinating life cycles. They also present a unique challenge to communities that live in close contact with the animals that carry these diseases. Animals can often act as a reservoir, meaning they carry the bacteria or virus but present no symptoms themselves. Alternately, the disease can decimate populations of livestock and wildlife upon which a community might depend, contributing to a lack of resources and increased pressure on the human population. Identifying the natural reservoir of a disease is important in containing outbreaks--if you can identify the little bugger that carries the disease without showing it, you can minimize contact with the organism or take steps to control those populations. It’s widely believed that the fruit bat (http://goo.gl/C1qwqd) is the reservoir for Ebola. This is an issue because many communities in Ebola-prone areas consume the fruit that bats snack on (providing easy host-to-host transfer for the virus via bat saliva). Dwellings are also often located near fruit bat colonies. Some outbreaks may also begin when an individual consumes bush meat (http://goo.gl/15isqp), a dead animal carcass found in the vegetation surrounding the community. Consumption of bush meat is traditional in many parts of West Africa, and can sometimes be the only protein that is readily available. If the animal has been killed by Ebola or another zoonotic disease, the individual (and anyone to whom he feeds or sells the meat) can become infected. This ‘human-consumption-of-bushmeat’ infection path is the also leading theory for how the first human became infected with AIDS (http://goo.gl/Z8BZLM).

How it Works: Ebola. The nasty, worm-looking virus that’s causing  damage in West Africa. There are five subtypes (http://goo.gl/vWDxlt) known so far, all named  after their place of origin—the one that’s in the headlines right now is  closely related to the Zaire Ebola virus, the strain with highest mortality rate.  (As of now, no one knows what makes it more deadly than the other  strains). So how does it kill you? When your body produces any kind of  fever, that’s the immune system's response to an infection—inflammation  can help kill whatever’s bothering your body. Ebola essentially sends your  body’s immune system into overdrive. The virus infects the immune cells  that are your first line of defense--monocytes and macrophages. This  means your body is incapable of killing the virus when you first become  infected. The virus then gets to replicate as much as it wants, using your  own primary immune cells as hosts until the infection has grown so large  that the rest of your immune system can’t help but notice. In a valiant effort  to kill the virus, your body produces a fever so high that you go into shock,  your tissues start to degrade and your blood pressure drops, and eventually your organs start to fail.

The virus acts quickly. Initial symptoms of Ebola are varied and often resemble the symptoms of malaria, typhoid fever, influenza or various bacterial infections, all of which are more common than Ebola. It can take too long for Ebola to be diagnosed, and by then the secondary symptoms may have set in: diarrhea, red eyes, vomiting blood, gastrointestinal bleeding from the mouth or rectum, hemorrhaging from the nose and mouth, and bleeding in the brain that may lead to seizures and delirium. After the presentation of these symptoms and a miserable week or so, patients either recover or die from systemic multi-organ failure. While the visible hemorrhaging is what gives the virus its name, it actually presents in less than half of the patients infected with Ebola. Unfortunately for the current outbreak, the Zaire strain is the form of the virus that causes the most severe symptoms.

Why There’s No Cure: Viruses are too small to reproduce on their own, so they have to inject their genome into a host cell. This means that when the host cell replicates, so does the virus. In order for the virus to be able to do its injecting, ‘do all the hard work for me’ trick, it needs to be able to attach to a molecule on the surface of the host cell—this molecule is called a receptor. If the virus doesn’t have the equipment to attach to a certain kind of cell’s receptor, it can’t invade that cell. In fighting viruses, it’s important to identify the virus’ corresponding receptor so you can prevent it from binding and thus prevent it from replicating. With Ebola, this is the missing piece of the puzzle—we don’t know what the receptor is, so we don’t have  a way to stop the virus from proliferating. In humans, Ebola is capable of invading many different kinds of host cells, so it’s possible that it is capable of binding to more than one receptor, making it a dangerously versatile aggressor. Ebola is also notoriously hazardous to study, although many research universities (http://goo.gl/sR7Lk1) and institutions (http://goo.gl/ck7iPj) are working on unravelling its mysteries.

What’s Happening This Time: The current outbreak is the first time that Ebola has rapidly spread to urban areas. With previous incidents of the virus, responders were able to contain the infection within small, rural populations by identifying modes of transmission, points of origin, and mitigating the damage. With large, closely packed populations, however, the virus spreads faster. It’s much harder to identify who has it, who’s given it to whom, and it's difficult to stop people from leaving the area. The West African nations suffering from this outbreak also lack adequate medical facilities and personnel. Without isolation wards and advanced labs, the virus is extremely hard to contain. The infection of the physicians on the ground is a result of the sheer number of patients in their charge. They wore all the proper protective gear, but somewhere in the melee they came into direct contact with infectious fluid. Additionally, some traditional rural practices have accompanied recent transplants to the cities--it is customary in some of the cultures affected by the virus to wash a dead relative’s body by hand before the burial. This is obviously an issue when it comes to preventing disease transmission. To tackle the epidemic without losing the trust and cooperation of those being treated, it's necessary to implement informed, culturally appropriate health care and education.

David Quammen (http://goo.gl/XIS14W) has written an enthralling book, Spillover, about the histories, cultural contexts, and life cycles of the world's zoonotic diseases. His research makes a convincing case that the next human pandemic could be of zoonotic origin. Will it be Ebola? Probably not. In Q&A (http://goo.gl/Vzws4Y) with National Geographic, W. Ian Lipkin, of the Mailman School of Public Health at Columbia University (http://goo.gl/VoTFvE) addresses the fear that Ebola will spread worldwide. He posits that with the health care systems available in high-income countries like the US and the UK, "it's unlikely that we would have widespread disease as a result. We would be on top of it, and we would be able to contain it. Our health care system affords people access to gloves and gowns and personal protective equipment. I don't think there's reason for panic that we're going to be hit with an outbreak of Ebola". All we can do is wait and see, stay updated on developments, and support WHO (http://goo.gl/nT6J0H) and Médecins Sans Frontières (http://www.msf.org/) in their efforts to combat the spread of the disease.

Further Reading:
Mechanism of Genus Ebolavirus (http://goo.gl/0B47zf)
National Geographic Ebola News (http://goo.gl/iJFqeh)

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