Infectious Disease: Superbugs, Science, & Society

Fin dai primi giorni della civiltà umana, le persone hanno cercato di combattere la malaria in tutto il mondo. Dagli antichi rimedi ai moderni agenti farmaceutici (e ai loro scopritori degni di nota), la storia della malaria e del suo trattamento è ricca.

Storia dei trattamenti antimalarici

La malaria ha afflitto gli esseri umani per migliaia di anni. Il” Padre della medicina”, Ippocrate, descrisse la malattia in un testo medico nel 4 ° o 5 ° secolo AC. Anche grandi guerrieri non erano partita per i piccoli parassiti come Alessandro Magno potrebbe essere morto di un’infezione da malaria all’età di 305. Tuttavia, fu solo nel 1718 che il termine malaria (dall’italiano malaria, o “aria cattiva”) fu coniato dal medico italiano Francisco Torti, un titolo derivante dalla credenza perpetuata dai medici romani che la malattia fosse chiamata da neoplasie nell’aria di palude6-8.

Gli inizi di una malaria trasmessa dalle zanzare

Per secoli dopo che i Romani avevano inizialmente proposto l’idea, era opinione diffusa che la malaria fosse causata da qualcosa nell’aria che saliva dalle paludi e che il contatto con questi fumi fosse un fattore di rischio per la malattia8. Anche se la nozione di palude-gas infettare i viaggiatori con la malaria sembra assurda ora, non è stato immediatamente scontato dal 18 ° secolo medico italiano Giovanni Maria Lancisi che ha ottenuto grandi consensi osservando la pigmentazione nera negli organi delle vittime della malaria8.

La teoria dei gas di palude si è deteriorata nel tempo, in particolare una volta che gli scienziati hanno identificato correttamente un colpevole animale per l’infezione8.Il concetto di una malattia nata dalle zanzare fu approvato durante una riunione del 1882 della Philosophical Society of Washington. Sebbene il suggerimento dell’oratore di posizionare una rete gigante sopra la città per controllare la popolazione di zanzare sia stato accolto con scherno, rimaneva il fatto che molti scienziati di spicco, tra cui Robert Koch e Alphonse Laveran (vedi sotto), sospettavano che gli insetti succhiasangue fossero la causa principale dell’infezione8.

 Alphonse Laveran.
Alphonse Laveran.

Laveran scopre il parassita della malaria

Anche nel 19 ° secolo, i mezzi con cui la malaria è stata trasmessa erano ancora poco chiari. Il piccolo mondo dei microrganismi e il ruolo svolto da queste forme di vita nella diffusione della malattia sono rimasti misteriosi. La trasmissione della malaria fu svelata nel 1880 dal chirurgo francese Alphonse Laveran, che, mentre stazionava in un ospedale di Algeri come chirurgo militare, osservò un parassita che si muoveva all’interno di un globulo rosso da un paziente malarico. Per la sua scoperta, Laveran ha ricevuto il Premio Nobel per la Medicina nel 19078.

Identificazione e Denominazione dei parassiti malarici

Camillo Golgi.
Camillo Golgi.

Il neurofisiologo italiano Camillo Golgi è stato il primo a descrivere diverse specie di parassiti malarici (in base alla frequenza degli attacchi che hanno causato e al numero di parassiti rilasciati una volta che i globuli rossi che li contenevano si sono rotti), lavoro per il quale è stato insignito del premio Nobel nel 19068. I ricercatori italiani Giovanni Grassi e Raimondo Filetti per primi hanno dato un nome a questi, classificando P. vivax e P. malaria8. Gli americani William Welch e John Stephens in seguito contribuirono, rispettivamente, ai nomi P. falciparum e P. ovale 8.

 Illustrazione disegnata da Laveran di vari stadi dei parassiti della malaria visti sul sangue fresco. I granuli di pigmento scuro sono presenti nella maggior parte delle fasi. La riga inferiore mostra un gametocita maschio esflagellante, che " move si muove con grande vivacità..."
Illustrazione disegnata da Laveran di
vari stadi dei parassiti della malaria visti sul sangue fresco. I granuli di pigmento scuro sono presenti nella maggior parte delle fasi. La riga inferiore mostra un gametocita maschio esflagellante, che ” move si muove con grande vivacità…”
Pagina dal taccuino in cui Sir Ronald Ross registra la sua scoperta della trasmissione della malaria da zanzare, 20 August 1897.
Pagina dal taccuino in cui Sir Ronald Ross registra la sua scoperta della trasmissione della malaria da zanzare, 20 August 1897.

Scoprire la trasmissione malarica

La descrizione di come i parassiti malarici si muovono tra diversi organismi è stata realizzata in due fasi principali. Il primo è stato il medico inglese Sir Ronald Ross’ scrupolosi sforzi per mostrare il complesso ciclo di vita del parassita malarico. Nel suo discorso di accettazione del premio Nobel del 1902, Ross descrive la sua ricerca sia delle specie di zanzare responsabili della trasmissione che della posizione dei parassiti all’interno del tessuto dell’insetto9. Mentre inizialmente utilizzava molti soggetti della popolazione indiana nativa nei suoi esperimenti (permettendogli di dimostrare che le zanzare che si nutrivano di vittime della malaria contenevano parassiti nei loro tessuti), la sua svolta successiva arrivò quando la mancanza di partecipanti umani costrinse Ross a impiegare uccelli9. Alla fine è stato in grado di osservare non solo le versioni femminili e maschili del parassita malarico negli ospiti aviari, ma anche la trasmissione di parassiti fecondati dagli uccelli alle zanzare che si nutrivano di loro9. È interessante notare che Ross non era uno scienziato addestrato, ma ha ricevuto una guida considerevole da un altro importante ricercatore sulla malaria9.

La seconda rivelazione che le zanzare potrebbero anche passare la malattia tra gli ospiti umani è stata mostrata da Giovanni Grassi e dal suo team di investigatori italiani alla fine del xix secolo8. Ciò è stato fatto facendo la spola di pazienti ospedalieri disposti in una stanza con Anofele e osservando lo sviluppo e la progressione della malaria nel soggetto, un protocollo che molti dei contemporanei di Grassi hanno trovato sfruttativo8.

La storia degli antimalarici

I prodotti naturali non raffinati sono stati i primi agenti antimalarici. Nel 2 ° secolo AC, i medici cinesi hanno identificato la pianta di assenzio come un trattamento efficace8. La conoscenza di questo rimedio è stata persa per migliaia di anni, mentre il mondo occidentale, affrontando il problema apparentemente insolubile della malaria, si basava principalmente su strategie come l’irrorazione del DDT negli anni ‘ 508. Con un cambiamento nella politica in Oriente è venuto innovazioni mediche. Dopo la rivoluzione culturale, la sfiducia del presidente Mao nei confronti della medicina occidentale ha portato alla ricerca di rimedi efficaci documentati negli antichi testi medicinali della cina8. Uno di questi composti era l’artemisinina, che presto guadagnò grande popolarità in tutto il mondo10.

Piatto da "Quinologie", Parigi, 1854, mostrando corteccia di Quinquina calisaya (dalla Bolivia).
Piatto da “Quinologie”, Parigi, 1854, mostrando corteccia di Quinquina calisaya (dalla Bolivia).

In uno scenario simile all’inizio dell’America Latina, i peruviani nativi riconobbero le proprietà benefiche dell’albero di china molto prima che il chinino fosse identificato nella sua corteccia. Con la scoperta delle Americhe da parte dell’Europa, una crescente ondata di missionari spagnoli entrò in America Latina alla fine del 15 ° secolo. Nei primi anni del 1600, questi nuovi arrivati appresero delle proprietà medicinali dell’albero di china, che veniva usato per curare coloni come la moglie del Viceré del Perù (La contessa di Chichon, da cui l’albero prende il nome)8. La corteccia dell’albero fu introdotta per la prima volta in Europa intorno al 1640, dove si diffuse dall’Inghilterra alla Spagna come composto antimalarico popolare. Anche quando i botanici finalmente classificato la pianta nel 1700, era ancora conosciuto colloquialmente come la cinchona8. Tuttavia, i componenti chimici attivi dello stabilimento di china non furono isolati dai chimici fino al 1920. Entro il 20 ° secolo, la fornitura principale di alberi di china si era spostata nelle piantagioni nelle Indie Orientali olandesi, uno spostamento geografico che avrebbe causato problemi all’America nella seconda guerra mondiale (vedi sotto)8. Correndo per sviluppare composti antimalarici in questo momento, i chimici tedeschi hanno sviluppato un farmaco chiamato Resochin che sarebbe stato in ritardo conosciuto come il popolare agente farmacologico clorochina8.

Seconda guerra mondiale: carenza di chinino e ricerca in tempo di guerra

Come precedentemente notato, la principale fonte di alberi di china si era trasferita nelle Indie Orientali olandesi all’inizio del 20 ° secolo. Con l’espansione dell’Impero giapponese durante la seconda guerra mondiale, gli americani hanno sofferto di una mancanza di farmaci antimalarici mentre combattevano nel Pacifico meridionale, una regione in cui la malattia era una grave minaccia12. Per combattere questa carenza, una campagna per raccogliere rifornimenti di chinino sparsi per gli Stati Uniti iniziò nel 1942. Questo periodo è stato anche notevole per il rafforzamento di emergenza richiesto della ricerca sui composti antimalarici. Spronato dal sostegno del governo e da un senso di crisi nazionale durante la guerra, molti progressi furono fatti nella comprensione biologica, chimica e immunologica della malattia e dei metodi per curarla, Tra le scoperte di questo periodo c’erano composti alcaloidi, tra cui l’estratto di ortensia febrifuge (che sfortunatamente si dimostrò troppo tossico negli studi clinici per essere usato come trattamento). Un’altra fu l’identificazione delle proprietà insetticide del DDT (un composto sintetizzato per la prima volta nel 1874) nel 1939 da Paul Muller, un contributo per il quale fu insignito del Premio Nobel per la Medicina12 nel 1948.

La nascita del CDC e la campagna mondiale contro la malaria

Durante la sua espansione a Cuba e la costruzione del Canale di Panama, il governo degli Stati Uniti si interessò attivamente al controllo delle epidemie di malaria. Il Servizio sanitario pubblico degli Stati Uniti (USPHS) ha ottenuto finanziamenti all’inizio del 20 ° secolo per combattere la malaria all’interno degli Stati Uniti stessi. Inoltre, Cape Fear della Carolina del Nord era conosciuto come un hotspot malarico, che, insieme alle pericolose acque offshore, potrebbe spiegare il nome minaccioso della regione12,13. Il 1 ° luglio 1946 fu formato il Centro per le Malattie trasmissibili. Questo centro, che alla fine sarebbe diventato il moderno CDC, si è dedicato all’eradicazione della malaria negli Stati Uniti, un obiettivo che è stato raggiunto da 195112. Tra le strategie utilizzate in questa campagna figurano il miglioramento del drenaggio per rimuovere i siti di riproduzione delle zanzare e l’irrorazione su larga scala di insetticidi sulle aree interessate14.

Con questo compito completato, ha rivolto la sua attenzione alle questioni globali del trattamento della malaria, il focus costante dell’attuale ramo di ricerca sulla malaria del CDC12. Seguendo la campagna del CDC negli Stati Uniti, l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha iniziato un programma nel 1955 per eliminare la malaria a livello globale, utilizzando l’avvento di nuovi composti antimalarici e DDT nella sua missione12. Mentre alcuni paesi, come l’India, hanno beneficiato notevolmente degli sforzi dell’OMS, altri, come l’Africa subsahariana, sono rimasti in gran parte intaccati12. Difficoltà come ceppi di parassiti malarici resistenti ai farmaci hanno infine reso irrealizzabile la missione originale dell’OMS, rendendo necessaria la sua transizione verso una missione di controllo piuttosto che di eradicazione12,15.

Economia, ecologia ed eziologia: pressioni geografiche sui parassiti malarici

Guardando una mappa del globo che evidenzia gli “hotspot” malarici, iniziano ad emergere alcuni temi primari. La prevalenza della malaria si sovrappone agli habitat delle zanzare Anopheles, mostrate nel diagramma scatolato16, 1. Tuttavia, come puoi vedere, questi insetti si trovano in tutto il mondo, mentre gli incidenti di malaria sono concentrati nei tropici. Anche se più anofele si trovano nei tropici, a causa del loro sviluppo più rapido nelle acque temperate, questo non spiega ancora completamente i resoconti storici in cui la malaria è riportata in alcune regioni prima in tempi più antichi di altri.

Queste differenze potrebbero essere spiegate se la malattia fosse sorta in un luogo particolare – la teoria attuale è che l’Africa fosse il continente di origine6. Dopo questo inizio, la malaria si diffuse, i parassiti fiorivano o diminuivano in base al nuovo climo6. Ad esempio, i nativi americani potrebbero essere stati resi privi di malaria dalla loro migrazione in Nord America durante l’era glaciale,entrando in una zona sfavorevole al ciclo di vita del vettore mosquito6, 17. Gli eventi storici più recenti che potrebbero aver diffuso i parassiti includono la tratta degli schiavi africani tra il 16 ° e il 18 ° secolo e i viaggiatori stranieri nell’antica Grecia6. Pertanto, il successo dell’adattamento del parassita ai nuovi climi, oltre all’idoneità dei loro portatori di anofele, può spiegare la distribuzione della malaria man mano che gli esseri umani si diffondono in tutto il mondo6.

Distribuzione globale delle zanzare Anopheles.
Distribuzione globale delle zanzare Anopheles.

Mentre questo paradigma di adattamento ambientale è plausibile, fattori al di fuori del mondo della teoria scientifica possono anche aiutare a spiegare la distribuzione geografica della malaria; infatti, l’economia può svolgere un ruolo fondamentale. Il legame tra geografia e prosperità economica fu notato nel xviii secolo dal pioniere economico Adam Smith nella ricchezza delle Nazioni18. In poche parole, le regioni costiere hanno un migliore accesso alle rotte marittime e quindi superano le nazioni interne. Nel caso della malaria, questi fattori economici ed epidemiologici sono reciproci: da un lato, la geografia dei tropici interni limita lo sviluppo economico, portando a minori risorse sanitarie e capacità di combattere la malaria18. Al contrario, la malattia ritarda la crescita economica, in quanto l’elevata mortalità infantile si traduce in minori investimenti nell’istruzione e nelle potenzialità di mercato offerte dalle persone istruite18. Pertanto, il “circolo vizioso” delle malattie e del sottosviluppo economico rende il trattamento della malaria ai tropici un compito notevolmente difficile18.

I dati epidemiologici sottolineano la disparità del carico malarico tra il mondo sviluppato e quello in via di sviluppo. Nel 2002, ci sono stati 8 decessi malarici segnalati negli Stati Uniti, mentre alcune aree dell’Africa avevano 2700 morti al giorno nel 1995 per la malattia – cioè 2 morti al minuto19. Anche l’impatto della malattia sulla mortalità infantile è profondo, causando il 10,7% di tutti i decessi infantili nei paesi in via di sviluppo (la quarta causa più alta)19.

Domande di comprensione:
1. Perché le regioni costiere potrebbero essere più prospere di quelle interne?
2. Perché potrebbe essere economicamente significativo che la malaria sia una delle principali cause di mortalità infantile?

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