Luce solare, che ruolo ha nella diffusione delle virosi respiratorie?

(da M.D.Digital)  Perché, nelle regioni temperate del globo, la maggior parte delle epidemie virali si diffonde ciclicamente in autunno e in inverno? Secondo un team interdisciplinare di ricercatori dell’Istituto Nazionale Italiano di Astrofisica, dell’Università degli Studi di Milano, dell’Agenzia regionale della Lombardia per l’ambiente e della Fondazione Don Gnocchi, la risposta è intimamente legata al sole. Il loro modello teorico mostra che sia la prevalenza che l’evoluzione delle epidemie sono fortemente correlate con la quantità di irradiazione solare giornaliera che colpisce una data posizione sulla Terra in un dato periodo dell’anno. Il lavoro del team italiano è stato recentemente pubblicato sulla rivista iScience.  “Il nostro modello offre una risposta semplice a una questione scientifica importante, ma ancora irrisolta – ha affermato Fabrizio Nicastro, ricercatore INAF. – Perché molte epidemie respiratorie virali, come l’influenza, si sviluppano ciclicamente durante l’autunno e l’inverno solo nelle regioni temperate degli emisferi settentrionale e meridionale del globo, mentre sembrano essere presenti in ogni momento, anche se con una prevalenza inferiore rispetto ai cicli stagionali nelle regioni temperate e nella cintura equatoriale? E cosa innesca e determina tale stagionalità? Nel nostro lavoro, suggerioamo che ciò che causa la stagionalità delle epidemie trasmesse per via aerea è esattamente lo stesso meccanismo che causa le stagioni sul nostro Pianeta: la quantità di irradiazione solare sulla Terra”.

È noto che la luce ultravioletta (UV) è in grado di disattivare molti tipi diversi di virus e batteri. La luce solare UV che raggiunge la Terra deve quindi avere un certo potere disinfettante sulle parti esposte del Pianeta. L’efficienza della disattivazione UV di un particolare virus o batterio dipende dal virus o dal batterio stesso, ma, per una data posizione sulla Terra, è senza dubbio maggiore quando l’irraggiamento solare è più forte (estate) e minore quando l’irradiazione solare è più debole (inverno). Tale ciclicità dell’azione disinfettante solare, con frequenza annuale, è in grado di risuonare costruttivamente con un’altra frequenza tipica delle epidemie: la perdita di immunità dell’ospite del virus a causa della sua deriva antigenica. La combinazione di questi due meccanismi innesca la stagionalità delle epidemie, su scale temporali che vanno da pochi anni a decine di anni, a seconda della frequenza antigenica.  Il modello proposto dai ricercatori italiani riproduce accuratamente la stagionalità osservata in diverse località della Terra per le epidemie con un numero riproduttivo intrinseco (R0) inferiore a circa 2 (un’influenza ha tipicamente R0 di circa 1) ed è anche in grado di modellare epidemie con un numero riproduttivo intrinseco molto più grande, come l’attuale pandemia di SARS-CoV-2 con R0 circa 3-4. Questi modelli prevedono cicli iniziali intermittenti ad alta intensità, che alla fine si stabilizzano (su scale temporali che dipendono dalla frequenza di spostamento antigenico) su cicli annuali di moderata intensità sincronizzati stagionalmente.

“Da un punto di vista epidemiologico, questi modelli chiariscono un mistero importante e di lunga data: perché le epidemie influenzali scompaiono ogni anno quando il numero di individui suscettibili è ancora molto lontano da quello necessario per attivare il meccanismo di immunità della gragge” ha aggiunto Mario Clerici, Immunologo dell’Università degli Studi di Milano e della Fondazione Don Gnocchi. “I dati italiani della pandemie di SARS-CoV-2 possono anche essere descritti accuratamente dal nostro modello – ha concluso Nicastro – ma il potere predittivo del modello dipende in modo critico (oltre che dall’implementazione di nuove misure di restrizione) dall’esatto rapporto UV-B/singola dose letale per il virus Covid-19”. 

(Nicastro F, et al. Forcing Seasonality of Influenza-like Epidemics with Daily Solar Resonance. IScience 2020; DOI: 10.1016/j.isci.2020.101605)