Xylella e Mr. Koch

Infine, anche il quarto Postulato di Koch è confermato: ultimo tassello del puzzle che ci consente di affermare che sì, Xylella è colpevole!

Ma chi era il signor Koch, e cosa sono questi famosi postulati, tanto importanti che, secondo alcuni, la mancanza di uno solo di essi sarebbe sufficiente nientemeno che a scagionare Xylella dall’accusa di ulivicidio plurimo?

Tutto ebbe inizio con l’affermarsi della cosiddetta Teoria dei Germi, l’intuizione rivoluzionaria secondo la quale (tra le altre cose), le malattie non sono causate da non meglio identificati “influssi”, bensì dai germi: quegli strani animaletti piccolissimi scoperti non molto tempo prima grazie all’invenzione del microscopio.

Immaginate la frustrazione dei primi batteriologi quando si resero conto che sulle persone, sane o malate che fossero, vivevano allegramente decine di specie diverse di batteri. Tanti auguri ad applicare la Teoria dei Germi all’origine delle malattie.

Come districarsi in quella folla, per distinguere i buoni dai cattivi?

Foto by pedrom – pixabay.com
Foto by pedrom – pixabay.com

È in questo frangente che arrivò il contributo del medico tedesco Robert Koch (1843-1910), il quale codificò una serie di regole per individuare i microrganismi patogeni in mezzo alla ressa di quelli che non lo sono.

Anzitutto, stabilì Koch, il colpevole della malattia – che chiamerò per comodità Microbus cattivus (Mc) – deve trovarsi su tutti i malati. Se ci si ammala in assenza del sospettato, è evidente che il responsabile della malattia dev’essere un altro (primo postulato). Questo però non basta, perché un batterio che si trova ovunque si troverà anche sui malati, pur non avendo provocato la malattia.

Quindi è necessario che Mc non sia presente sui sani (secondo postulato): se lo troviamo anche sui sani, di nuovo non può essere lui il colpevole.

È però ancora possibile che Mc sia responsabile solo di qualche effetto secondario della malattia che stiamo studiando, o addirittura che provochi una malattia del tutto separata che per qualche motivo viaggia in coppia con la prima. Pensate a raffreddore e mal di gola: per ragioni stagionali le due cose spesso coincidono, e ad una prima osservazione si potrebbe pensare che la combinazione di raffreddore e mal di gola sia una terza malattia a sé stante. Invece l’infiammazione della gola di solito è provocata da batteri, mentre il responsabile del raffreddore è un virus.

Quindi, per essere davvero sicuri che Mc sia proprio il responsabile della malattia che stiamo studiando, è anche necessario che questo sia presente (isolabile) proprio negli organi e nei tessuti danneggiati dalla malattia (terzo postulato).

Per quanto solide queste prove possano già sembrare, Koch non era ancora soddisfatto.

Esiste anche la possibilità che Mc approfitti del danno fatto da qualcos’altro per mettersi comodo anche lui. Pensate ad una ferita infetta: i batteri che vi proliferano sono la causa dell’infezione, ma non della ferita stessa, che di solito è dovuta a cause meccaniche, non infettive.

Per Koch, quindi, era necessaria ancora un’ultima prova per emettere la sentenza di condanna: l’infezione sperimentale (quarto postulato). Se infetto un individuo sano con Mc, questo deve ammalarsi, e Mc deve poi essere presente nei tessuti malati (che è poi di nuovo il terzo postulato, giusto per metterci al riparo dalla possibilità che il soggetto si sia ammalato per caso, indipendentemente dalla mia infezione sperimentale).

Tutto molto logico ed inattacabile, a prima vista, ma lo stesso Koch si rese conto che in biologia niente è semplice come sembra, e all’atto pratico quasi nessuna malattia rispettava alla lettera i suoi postulati.

Perché?

Microbi e malattie

Molti di voi avranno sentito parlare dei Rhinovirus, che sono i virus che provocano il raffreddore. Ebbene: circa un terzo delle persone malate di raffreddore sono negative al Rhinovirus. Stando alla lettera del primo postulato dovremmo quindi scagionare questo virus, e saremmo ancora senza un colpevole per questa malattia.

L’inghippo sta nel fatto che il Rhinovirus non è l’unico virus che aggredisce le nostre prime vie respiratorie, vi sono ad esempio alcuni Coronavirus in grado di farlo. Essi danneggiano la mucosa nasale tanto quanto i Rhinovirus e provocano quindi gli stessi sintomi1.

Questo è un punto molto importante: i sintomi sono il risultato del danno provocato da un microbo. Non è quindi una cosa intrinseca a ogni singolo patogeno, e se microbi diversi provocano lo stesso danno, noi vediamo gli stessi sintomi, come nell’esempio del raffreddore. Fino a quando non avremo capito che abbiamo a che fare con più di un agente patogeno, ben difficilmente ci renderemo conto che abbiamo di fronte due infezioni diverse. È vero che infezione e malattia sono legate tra loro, ma non sono la stessa cosa.

Infine, è anche possibile che uno stesso microbo provochi malattie diverse, a seconda di dove riesce ad attecchire. Ad esempio uno stesso stafilococco potrebbe provocare un’infezione della pelle oppure una congiuntivite.

Microbi e persone sane

La non sempre ovvia distinzione tra infezione e malattia ci ha dunque tirato un brutto scherzo, confondendo le acque sull’origine delle malattie, e costringendoci ad abbandonare sia l’idea che ad una malattia (o meglio: ad un insieme di sintomi) corrisponda uno ed un solo microbo, sia quella che un germe provochi una ed una sola malattia. L’osservazione che i sintomi sono il risultato del danno provocato dall’infezione, ci porta ad un’altra deduzione importante: un microbo impiega del tempo a creare un danno rilevante, e fino a quando non lo ha provocato, non vediamo sintomi chiari. Questo vuol dire che dobbiamo aspettarci di trovare sempre un certo numero di individui (ancora) sani nei quali è però già presente il patogeno. Questi individui sani ma non (ancora) malati potrebbero inoltre già essere contagiosi.

Uno dei casi più estremi è quello dell’AIDS: dal momento in cui si contrae il virus (HIV) alla comparsa della malattia2 possono passare anche dieci anni. Dunque anche il secondo postulato di Koch deve essere valutato con molta attenzione, per evitare di scagionare un patogeno che invece è colpevole, solo perché si è inciampati in qualche individuo già infetto ma ancora sano. Inoltre non è da escludere la possibilità che il sistema immunitario di qualche individuo riesca a fermare l’infezione prima che faccia danno: qualche infetto potrebbe cioè non ammalarsi mai. Quando si cerca il colpevole di una nuova malattia bisogna quindi dare per scontata la presenza di un certo numero di infetti non malati; individuare qualcuno di questi soggetti non è sufficiente a scagionare il sospettato.

Batteri a lungo raggio.

Appurato che possiamo trovarci di fronte ad individui malati su cui non è presente il colpevole (perché in loro il colpevole è qualcun’altro), e ad individui sani in cui il colpevole è comunque presente (ma non ha ancora fatto danno, e magari mai riuscirà a farne), ci resta ancora da giocare la carta del trovare il colpevole proprio in quelle parti dell’organismo che risultano danneggiate. Questo è sicuramente un indizio importante, giusto?

Eppure anche in questo caso sono in agguato alcune sorprese rilevanti. Se ad esempio cercaste il colpevole del tetano all’interno del sistema nervoso o dei muscoli coinvolti – che sono evidentemente gli organi colpiti da questa malattia – rimarreste molto delusi. Il batterio noto come Clostridium tetani, infatti, non danneggia direttamente l’organismo, cioè non provoca direttamente la malattia-tetano; lo fa attraverso una particolare molecola, la tossina tetanica. È questa molecola a raggiungere il punto in cui le terminazioni nervose si collegano ai muscoli, causando la contrazione incontrollata di questi ultimi. Il batterio che ha prodotto la tossina di solito si trova in tutt’altro luogo, magari in una piccola ferita passata inosservata; qualche volta non si riesce neppure a capire esattamente dov’è.

Una situazione analoga la vediamo con il già citato AIDS: il virus HIV infatti danneggia il sistema immunitario, una cosa che non comporta di per sé quasi nessun sintomo, ma rende l’organismo vulnerabile a qualunque altro batterio, parassita o virus. La malattia vera e propria sarà quindi dovuta a questi altri microbi assortiti e ai danni da loro provocati. Nelle lesioni troveremo loro ma non HIV, il vero responsabile del disastro.

Dunque anche il danno che caratterizza la malattia non è sempre un’indicazione ovvia del luogo in cui trovare il colpevole, per cui anche il terzo postulato deve essere applicato con le dovute riserve.

Ci rimane ancora l’arma del quarto postulato: l’infezione sperimentale. Anche questa però è un’arma con la punta un po’ smussata, per due importanti ragioni. Anzitutto non può essere applicata sull’uomo, per cui se ci affidassimo ad essa non avremmo modo di individuare i colpevoli delle malattie umane. Anche l’applicazione su animali pone questioni etiche non banali.

Inoltre, non è affatto scontato che si riesca a stimare in anticipo quanto tempo impiega un germe per provocare i primi sintomi. Quindi, se anche fossimo così sadici da richiedere l’applicazione del quarto postulato di Koch per dimostrare la colpevolezza di HIV, dovremmo aspettare una decina d’anni prima di avere risultati affidabili. Probabilmente ci fermeremmo molto prima, concludendo erroneamente che HIV è un virus innocuo. Nel migliore dei casi avremmo comunque perso molto tempo prezioso, durante il quale l’infezione si sarebbe propagata indisturbata.

Quindi, i postulati di Koch sono da buttare?

Pensateci bene prima di scartarli: ragionare su di essi ci ha permesso di capire molte cose utili.

Abbiamo capito la differenza tra infezione e malattia, ed alcune delle conseguenze che questo comporta. Ad esempio ora sappiamo che le malattie hanno un periodo di incubazione, quindi limitarci a tenere sotto controllo i malati non è sufficiente a tenere a bada una malattia: bisogna in qualche modo occuparsi anche degli infetti che ancora non presentano sintomi. Per questo per fermare Xylella non basta abbattere gli ulivi malati, bisogna creare attorno ad essi un’area di sicurezza (un cordone sanitario) per essere sicuri che non ci sfugga nessun infetto che ancora non presenta sintomi. Se non lo facciamo, la malattia proseguirà la sua corsa indisturbata. Proprio dal già citato studio dell’EFSA sappiamo infatti che, in alcune varietà di ulivo, passa anche più di un anno dal momento in cui vengono infettate a quello in cui cominciano a presentare i primi sintomi. È un’informazione fondamentale per il controllo dell’infezione, e l’abbiamo avuta proprio grazie agli esperimenti concepiti sulla base del quarto postulato di Koch.

Abbiamo inoltre capito che trovare qualche pianta malata ma negativa alla Xylella non dimostra grandi cose: quella particolare pianta potrebbe essere malata di qualcosa d’altro, oppure il prelievo per cercare il colpevole potrebbe essere stato fatto in un punto in cui il caso ha voluto che il batterio non ci fosse (falso negativo).

Da ciò possiamo anche dedurre che la scomparsa dei sintomi da qualche pianta – che magari era malata di qualcosa d’altro, oppure perché abbiamo asportato le porzioni secche con la potatura – non significa necessariamente che la pianta è guarita: Xylella potrebbe essere ancora lì.

Abbiamo anche concepito un’idea per un esperimento (anche se solo concettuale, per ovvie ragioni), quello dell’infezione sperimentale con HIV, che ci ha permesso di capire i limiti di questo genere di sperimentazione. Tutto ciò, chiaramente, è solo l’inizio.

Niente male per dei postulati che “non funzionano”, non trovate?

In questo sta il nocciolo della questione, che a troppi è sfuggito.

I Postulati di Koch non sono delle regole di un gioco di ruolo che «se non le rispetti non vale!».

Meno ancora sono dei requisiti giuridici, in mancanza di uno solo dei quali cade l’accusa di colpevolezza.

I Postulati di Koch sono in realtà un potente strumento concettuale3, che ci permette di inquadrare un problema, di formulare ipotesi, di concepire esperimenti e di interpretarne i risultati, in modo da ridurre al minimo la possibilità di prendersi in giro da soli. Cosa quest’ultima che sappiamo riuscirci molto bene.

La scienza stessa è in fondo proprio questo: l’arte di non ingannare sé stessi.

Per ottenere tutto ciò è però necessario comprendere il significato dei Postulati di Koch, ed applicarli, attraverso il metodo sperimentale, come strumenti per affinare il nostro spirito critico. Non sono certo una scorciatoia cognitiva per risparmiarci la fatica di mettere ordine nella gran quantità di dati di cui oggi possiamo disporre, né un pretesto per evitare di ragionare su questi dati.

Su tutti i dati: anche questo è un punto fondamentale.

La scienza si fa con tutti i dati a disposizione, non solo con quelli che ci piacciono di più.

Ecco perché avvocati, magistrati e politici non andranno mai d’accordo con il mondo della scienza: giurisprudenza e politica letteralmente vivono di selezione delle prove pro, oppure contro (cherry-picking). Sono quindi l’antitesi del metodo scientifico, e i risultati si vedono.

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1. Da non confondere con altri coronavirus respiratori, che provocano malattie più gravi (SARS e MERS) perché aggrediscono la mucosa respiratoria dei bronchi o dei polmoni, anziché limitarsi a quella nasale.

2. In questo caso è più corretto il termine sindrome, come anche per l’influenza che andrebbe chiamata sindrome influenzale. Approfondire questi aspetti di “nomenclatura semeiotica” ci porterebbe però oltre gli scopi dell’articolo, senza aggiungere nulla di utile al ragionamento.

3. A questo proposito è anche significativo il fatto che questi postulati vengono formulati in modi differenti. La formulazione usata per questo articolo è quella riportata nel Quaderno di Epidemiologia curato dal Professor Ezio Bottarelli; su Virology Blog ne trovate una formulazione diversa (ad esempio, il quarto postulato è diventato il terzo), ma equivalente. In quello stesso articolo di Virology Blog trovate anche un’altra serie di sette postulati – i Postulati di Frederick-Relman – che sono un’ulteriore raffinamento del lavoro di Koch; essi sono applicabili in modo più rigoroso ed efficace alle nuove conoscenze e tecnologie disponibili, con particolare riferimento alla possibilità di individuare direttamente il genoma di un agente patogeno, anziché isolarlo e riprodurlo in laboratorio: possibilità fondamentale per affrontare le malattie virali, specialmente con i retrovirus, che possono rendersi “invisibili” inserendo il loro genoma all’interno delle cellule che infettano e restando quiescenti, magari per anni. Notate anche l’introduzione, nei postulati di Frederick-Relman, di alcuni criteri quantitativi. Non è più necessaria la presenza o assenza del patogeno in termini assoluti, implicita ai primi due postulati di Koch; quelli di Frederick-Relman suggeriscono invece di quantificare la presenza del patogeno (o del suo genoma) e di rapportare questa quantificazione all’entità e all’insorgenza dei sintomi della malattia stessa.

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