Migliaia di microorganismi sconosciuti scoperti nelle metro di tutto il mondo

Un team di ricercatori MetaSUB ha redatto un atlante di nuove forme di vita, raccogliendo tamponi nel sottosuolo di 60 città. Non sono super batteri, potrebbero invece aiutare nella creazione di nuovi farmaci 
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NELLE nostre metropolitane vivono migliaia di microorganismi sconosciuti. A scoprirlo, un team internazionale di ricercatori che dal 2015 al 2017, ha mappato le metropolitane di 60 città sparse in tutto il mondo, arrivando a pubblicare un inedito atlante di "microorganismi delle metro". 900 tra scienziati e volontari hanno raccolto campioni nel sottosuolo: da Stoccolma a Shanghai, da Sacramento a Sydney. Ma non si tratta di superbatteri pericolosi per l’uomo, alcuni di questi microorganismi potrebbero invece rivelarsi utili per la creazione, ad esempio, di nuovi farmaci. Di nuovi antibiotici. Ha detto David Danko, uno degli autori del documento ed esperto di bioinformatica: "Non vogliamo che le persone abbiano paura di questi microbi, perché sono una parte dell'ecosistema in cui viviamo".

Gli scienziati, riuniti nel consorzio internazionale MetaSUB, hanno raccolto un’enorme quantità di campioni di materiale genetico dalle metro, scoprendo più di 10 mila specie di virus e batteri "mai identificate prima".  Christopher Mason, genetista della Weill Cornell Medicine, è il ccordinatore della ricerca: "Abbiamo fatto un tuffo profondo nelle città e abbiamo trovato un tesoro di nuove forme di vita", ha spiegato. I risultati sono stati pubblicati nei giorni scorsi sulla rivista scientifica Cell e sul New York Times.

La raccolta dei campioni per il nuovo studio è iniziata nel 2015, dopo che la ricerca del dottor Mason sui microbi scoperti nel sistema metropolitano di New York aveva suscitato l'interesse internazionale. Da quel momento ricercatori e volontari di 60 città hanno tamponato un'ampia varietà di superfici nelle metropolitane, inclusi tornelli, ringhiere, biglietterie e panchine all'interno delle stazioni di transito e dei vagoni. E dove non c'era la metro, si sono concentrati sul sistema di autobus o treno. Il lavoro degli scienziati ha spesso attirato l'attenzione dei viaggiatori: alcuni, incuriositi, hanno chiesto di entrare nel team per raccogliere tamponi, altri invece hanno insistito sul fatto che non volevano assolutamente sapere cosa viveva sui pali della metropolitana. Qualche passeggero ha fraintenso ciò che i ricercatori stavano facendo. "Un uomo ci ha ringraziato con entusiasmo per aver pulito la metropolitana", ha raccontato il dottor Mason.

Durante la ricerca sono stati prelevati anche campioni d'aria dii sei città - New York, Denver, Londra, Oslo, Stoccolma e Hong Kong - per uno studio sul "microbioma dell'aria" che è stato poi pubblicato sulla rivista Microbione.

In nessun database

Una volta in laboratorio il team ha estratto e sequenziato il DNA da ciascun campione per identificare le specie. Così, hanno trovato 4.246 microrganismi conosciuti, due terzi dei quali erano batteri, mentre il resto era un mix di funghi, virus e altri tipi di microbi. Ma quello era solo l'inizio: nuove analisi hanno portato alla luce 10.928 virus e 748 tipi di batteri che non erano mai stati documentati. "Microrganismi che non erano in alcun database", ha affermato Daniela Bezdan, ex direttore esecutivo di MetaSUB e ricercatore all'università di Tubinga in Germania. "Quasi tutti i nuovi virus trovati sono probabilmente batteriofagi o virus che infettano i batteri - ha detto ancora il dottor Danko, esperto di bioinformatica - inoltre, il sequenziamento genetico non è in grado di distinguere tra organismi morti e organismi vivi e nessun ambiente è sterile". Secondo Noah Fierer, un microbiologo dell'Università del Colorado Boulder, commentando la ricerca: "La maggior parte di questi non sono patogeni,  sono probabilmente innocui e alcuni potrebbero effettivamente essere utili". Infatti, alcuni tra i nuovi microbi potrebbero rivelarsi fonti di nuovi farmaci. 

Il Microbioma urbano centrale

In questa enorme raccolta di microbi, tuttavia, gli scienziati sono stati in grado di identificare 31 specie di batteri - che hanno chiamato  "microbioma urbano centrale" - presenti in quasi tutti i campioni raccolti nelle 60 città. Circa la metà sono batteri che in genere vivono all'interno e sul corpo umano, in particolare la pelle. Includono Cutibacterium acnes, che si nutre dell'olio sui nostri volti, e Micrococcus luteus, che contribuisce alla produzione di odore corporeo abbattendo i composti del nostro sudore. I batteri della pelle costituivano anche la metà dei microbi che vorticavano nell'aria delle metro, hanno scoperto gli scienziati. Ma ciò che non pensavano di trovare nel microbioma centrale, sono alcune specie "inaspettate, tra cui il Modestobacter marinus. Tipicamente associato all'oceano, non hanno ancora capito il motivo per cui era nelle stazioni delle metro. L'unica spiegazione è data dalla sua elevata tolleranza al sale e la capacità di resistere alle radiazioni, caratteristiche che possono averlo reso particolarmente resistente. In effetti, molte delle specie nel microbioma centrale hanno caratteristiche le aiuta a sopravvivere in ambienti apparentemente inospitali. "Una ringhiera in acciaio probabilmente non è un posto piacevole in cui vivere, ma potrebbero essersi adattati per sopravvivere", è stata la spiegazione del il dottor Mason.

Le firme microbiche della città

Oltre al microbioma centrale, è stata rilevata un'enorme variazione di microorganismi tra le singole città. Un certo raggruppamento geografico era evidente: i profili microbici delle città nordamericane ed europee erano differenti da quelli delle città dell'Asia orientale. E più le due città erano vicine, più simili erano i loro profili microbici. Alla fine, le "firme microbiche" delle città erano così diverse da consentire agli scienziati di identificare, con una precisione dell'88%, da dove proveniva un campione sottoposto ad  esame. "Dammi la tua scarpa, e se la metto in sequenza, probabilmente potrei dirti da dove vieni nel mondo", ha detto il dottor Mason. Cosa ci sia dietro queste differenze non è del tutto chiaro. Il clima e la geografia giocano sicuramente un ruolo: le città più vicine all'equatore avevano più diversità microbica di quelle più lontane, mentre alcune città costiere avevano microbi di solito associati all'acqua. E poi le persone. Ricerche precedenti hanno dimostrato che il microbioma umano varia individualmente in base all'età, al sesso, alla geografia e a una varietà di fattori dello stile di vita, tra cui dieta e uso di farmaci. "Quello che possiamo ipotizzare, sulla base di altri studi, è che il microbiota della pelle umana possa essere un riflesso dei dati demografici dei pendolari, che è diverso tra le città", ha detto Marius Dybwad, del Norwegian Defence Research Establishment che conduce Iniziativa aerea di MetaSUB.

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Altri aspetti rimangono un mistero

Ma ci sono molte cose che rimangono un mistero e molte questioni, tra cui la composizione delle "firme microbiche" che sono, almeno in parte, inspiegabili. "Probabilmente non c'è un'unica spiegazione", ha detto il dottor Fierer dell'Università del Colorado Boulder. “Alcune città potrebbero avere avere piante che contribuiscono a spargere nell'aria microbi di un certo tipo che poi atterrano sulla superficie, o diverse pratiche igieniche. Ci sono centinaia di spiegazioni diverse".

I ricercatori hanno anche confrontato le sequenze genetiche dei microrganismi che possono contrastare gli antibiotici e altri composti antimicrobici. Questi “geni della resistenza antimicrobica” erano infatti molto diffusi nei campioni d'aria e di superficie provenienti da ogni città, ma la loro tipologia e abbondanza variava enormemente da un luogo all'altro. "Non mi sorprende che abbiano identificato i geni di resistenza agli antimicrobici", ha detto il dottor Hartmann. "Sono ovunque e la resistenza agli antimicrobici è una funzione antica che precede gli esseri umani e gli usi umani degli antimicrobici". I microrganismi utilizzano i propri composti antimicrobici autocostruiti per combattere altri microbi e la resistenza antimicrobica è un adattamento naturale; trovare questi geni non significa che ci siano superbatteri pericolosi in agguato nelle nostre metropolitane.

"Non è possibile dedurre nulla sul rischio per la salute da queste informazioni da solo", ha detto il dottor Dybwad. "Non abbiamo prove che dimostrino che gli organismi siano effettivamente vivi e metabolicamente attivi". Ma un catalogo globale di geni di resistenza antimicrobica potrebbe alla fine aiutare gli scienziati a capire di più sulle difese biologiche sviluppate dai microbi e aiutare i funzionari della sanità pubblica a monitorare i geni di resistenza che potrebbero essere prevalenti nella loro area. Domanda il dottor Danko: “Possiamo monitorare la diffusione di batteri o geni che renderanno i batteri resistenti agli antibiotici in futuro? Possiamo usare questo come un modo per informare i dipartimenti di sanità pubblica sull'uso degli antibiotici in futuro?" Può darsi è la risposta degli scienziati che hanno partecipato a questa ricerca globale.

Nel frattempo il lavoro continua. I ricercatori del consorzio sperano di saperne di più sulla biologia e l'ecologia delle specie che stanno trovando e su come potrebbero influenzare la salute umana. L'anno scorso, hanno iniziato a campionare ospedali urbani, acque reflue e spazi pubblici per cercare tracce di SARS-CoV-2, il virus che causa il Covid-19. E continuano ad avventurarsi nei sistemi metropolitani di tutto il mondo, armati di tamponi sterili e tubi di raccolta. "Continuiamo a trovare cose nuove", ha detto il dottor Mason.