Genetica | H. pylori, dalla medicina all’archeologia per tracciare gli spostamenti dei nostri antenati

È uno dei batteri più studiati in gastroenterologia, responsabile di alcuni casi di ulcera gastrica e di rari tumori allo stomaco. Ma adesso l’Helicobacter pylori, un parassita presente nello stomaco di due terzi della popolazione mondiale, potrebbe diventare anche insolito testimone della storia evolutiva dell’umanità. 

In un recente studio pubblicato sulla rivista scientifica Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, un gruppo internazionale di scienziate/i, tra cui la professoressa Silvia Ghirotto e il dottor Andrea Brunelli del Dipartimento di Scienze della Vita e Biotecnologie di Unife, è riuscito a studiare i processi evolutivi e demografici umani analizzando il DNA batterico di H.pylori. 

“Il legame tra questo batterio e la nostra specie è molto antico; la prima infezione documentata infatti è avvenuta in Africa circa centomila anni fa, prima che i nostri antenati lasciassero il continente per colonizzare il resto del mondo. Il batterio è stato quindi presente nei nostri stomaci durante tutta la nostra storia evolutiva, e durante tutte le migrazioni e interazioni tra popolazioni che hanno visto protagonista la nostra specie. Come conseguenza di questa straordinaria e antica relazione fra ospite e parassita, abbiamo che la variabilità genetica del batterio  riflette quella del suo ospite. La struttura e la diversità genetica di H. pylori, infatti, mima quella umana che si evidenzia studiando il nostro DNA” racconta la professoressa Ghirotto.

La professoressa Silvia Ghirotto e il dottor Andrea Brunelli, tra le autrici e gli autori dello studio 

Nello studio sono stati raccolti più di 500 campioni di Helicobacter pylori provenienti da biopsie gastriche di individui da 16 diverse popolazioni asiatiche e americane. Unite alle informazioni presenti in letteratura, il team ha ottenuto un dataset di più di 1000 sequenze batteriche rappresentative della variabilità mondiale di Helicobacter pylori. L’insieme di dati è stato poi analizzato con un approccio statistico innovativo che non era mai stato applicato a questo fine.

“Sfruttare Il DNA batterico come marcatore genetico della storia evolutiva umana, oltre a essere affascinante, può rivelarsi fondamentale per la ricostruzione del nostro passato in tutte le quelle situazioni in cui il DNA umano  non abbia un sufficiente potere risolutivo. Come nel caso dell’America, in cui la storia recente di conquista e migrazione dall’Europa e dall’Africa rende difficoltoso lo studio genetico dei processi evolutivi che hanno riguardato le popolazioni native”, spiega Andrea Brunelli.

 Le zone di campionamento delle popolazioni da cui sono state ricavate le 1000 sequenze analizzate

Seguendo le orme di H.pylori, in questo studio le scienziate e gli scienziati hanno dunque aggiunto importanti tasselli a due grandi migrazioni del passato, quelle che hanno portato i nostri antenati a popolare rispettivamente l’Asia e l’America circa 13000 anni fa. Informazioni preziose che sono in accordo con i dati raccolti fino ad oggi con gli studi di archeologia.

“Studiando le sequenze di H. pylori provenienti da popolazioni siberiane abbiamo notato come fossero diverse da qualsiasi altra popolazione batterica conosciuta fino a questo momento; ci siamo resi conto di aver identificato una popolazione nuova, che abbiamo chiamato hpSiberia. Tale popolazione ha un’origine recente, dovuta a fenomeni di mescolamento genetico tra due popolazioni batteriche differenti, una tipica dell’Asia Centrale, e l’altra del Sudest Asiatico. I nostri modelli statistici hanno evidenziato che tale fenomeno può essere accaduto durante l’ultima glaciazione, quando le popolazioni umane si sono ritirate in quelli che vengono chiamati “rifugi glaciali”, ristrette aree geografiche rimaste accessibili durante la glaciazione. Durante questo contatto tra diverse popolazioni è plausibilmente avvenuta la formazione di questa nuova popolazione batterica, che oggi è diffusa in tutta l’Asia Centrale e la Siberia” spiega la professoressa. 

Gli stessi modelli statistici sono poi stati applicati allo studio del processo di colonizzazione dell’America, evidenziando che le attuali popolazioni del Nord e Sud America derivano da un singolo processo di colonizzazione, avvenuto circa 13000 anni fa, quando lo stretto di Bering era libero dai ghiacci e quindi poteva essere attraversato dall’uomo. 

“Per la prima volta in questo studio sono stati applicati dei modelli statistici di inferenza demografica all’analisi del DNA di un parassita per studiare la storia evolutiva del suo ospite. Questo approccio potrà essere esteso ad altri sistemi biologici che coevolvono con la nostra specie, permettendo di fare chiarezza su aspetti cruciali che riguardano il nostro passato” conclude la professoressa Ghirotto.

A cura di CHIARA FAZIO