Per studiare come le zanzare riescono a pungerci e succhiare il nostro sangue, una ricercatrice americana ha deciso di trasformarsi in una sorta di cavia umana, lasciandosi pungere oltre mille volte. La protagonista di questo insolito esperimento è Joanna Konopka, ricercatrice della Johns Hopkins University di Baltimora, che insieme ad altri colleghi ha studiato nei minimi dettagli cosa accade quando una zanzara si posa sulla nostra pelle e comincia a cercare un vaso sanguigno.
La ricerca, pubblicata recentemente sulla rivista Science Advances, ha così permesso di osservare alcuni meccanismi finora poco studiati del comportamento di questi insetti, individuando anche possibili nuovi bersagli per impedire loro di pungerci. Un risultato particolarmente importante soprattutto per la lotta alla malaria, una delle malattie infettive più letali al mondo, trasmessa proprio attraverso la puntura di alcune specie di zanzare.
Oltre mille punture per scoprire cosa succede sotto la nostra pelle
La specie scelta per questo esperimento è Anopheles coluzzii, una zanzara diffusa soprattutto nell'Africa subsahariana e tra i principali vettori dei parassiti responsabili della malaria. Come accade per tutte le zanzare, sono soltanto le femmine a pungere: hanno infatti bisogno delle proteine contenute nel sangue per produrre e far sviluppare le uova, mentre per i maschi si nutrono principalmente di sostanze zuccherine prodotte dalla piante, come il nettare.
;Resize,width=578;)
Gli scienziati volevano capire cosa succede dal momento in cui una zanzara si posa sulla pelle fino a quando termina il suo pasto di sangue. Per farlo hanno quindi combinato riprese ad alta velocità, sistemi di tracciamento dei movimenti e registrazioni elettriche capaci di rilevare indirettamente l'attività dell'apparato boccale degli insetti sotto la superficie cutanea. Ed è qui che entra in gioco Konopka.
La ricercatrice si è offerta come unica volontaria umana, una scelta che ha permesso di mantenere costanti alcune variabili, come l'odore e le caratteristiche della pelle, che possono cambiare molto da una persona all'altra e influenzare il comportamento degli insetti. Alla fine si è lasciata pungere più di mille volte, anche se "soltanto" circa 550 punture sono state utilizzate per lo studio. Le zanzare, naturalmente, non erano infette e non potevano quindi trasmetterle la malaria.
Per registrare ciò che accadeva sotto la pelle, gli scienziati hanno anche collegato un sottilissimo filo conduttore al dorso delle zanzare, mentre la volontaria teneva un elettrodo attraversato da una tensione elettrica impercettibile. Quando l'insetto perforava la pelle, il circuito si chiudeva, permettendo di registrare segnali associati ai movimenti dell'apparato boccale. Un esperimento certamente insolito, ma necessario per osservare comportamenti difficili da studiare.
Come ha infatti spiegato la stessa Konopka alla rivista BBC Wildlife, alcuni movimenti avvengono in una frazione di secondo, tanto rapidamente da risultare praticamente invisibili a occhio nudo.
Come fanno le zanzare a trovare il sangue
I risultati hanno mostrato che una puntura di zanzara è molto più complessa di quanto sembri. Quello che dall'esterno appare come un insetto immobile sulla pelle è in realtà un insieme di movimenti estremamente preciso che coinvolge zampe, organi sensoriali e l'apparato boccale formato da sei sottilissimi stiletti specializzati in funzioni differenti. I ricercatori hanno così identificato cinque fasi: perforazione della pelle, ricerca di un vaso sanguigno, aspirazione del sangue, retrazione degli stiletti ed estrazione definitiva.
Prima di perforare la pelle, la zanzara esplora inoltre la superficie, sollevando e facendo scorrere ripetutamente la punta dell'apparato boccale per individuare il punto più adatto. Una volta raggiunto un vaso sanguigno, l'insetto rimane poi quasi immobile all'esterno, mentre nel frattempo sotto la pelle continua un'intensa attività di aspirazione. Come ha raccontato sempre Konopka, l'unico segnale visibile del pasto è spesso l'addome che si gonfia progressivamente mentre si riempie di sangue.
Confrontando Anopheles coluzzii con Aedes aegypti, la zanzara della febbre gialla nota soprattutto per la trasmissione della dengue, gli scienziati hanno inoltre scoperto alcune differenze. La prima individua i vasi sanguigni circa 17 secondi più velocemente, mentre la seconda procede più lentamente attraverso una ricerca più esplorativa. La durata complessiva del pasto rimane però simile, intorno ai due minuti e mezzo.
In che modo queste scoperte possono aiutarci a prevenire la malaria
L'aspetto più interessante dello studio riguarda soprattutto il ruolo dei sensi delle zanzare. Sappiamo già che questi ditteri individuano le persone grazie a una combinazione di segnali, tra cui l'anidride carbonica che emettiamo quando respiriamo, il calore corporeo e gli odori. Molto meno conosciuti sono invece i meccanismi che utilizzano una volta atterrati sulla pelle. Per approfondirli, i ricercatori hanno studiato anche zanzare geneticamente modificate, nelle quali erano stati disattivati alcuni geni coinvolti nella percezione degli stimoli chimici.
Uno di questi, chiamato IR76b, si è rivelato particolarmente importante. Le zanzare prive della sua funzione avevano maggiori difficoltà a iniziare la puntura e a portare a termine il pasto di sangue. Alcune riuscivano comunque a nutrirsi, suggerendo quindi l'esistenza di meccanismi sensoriali alternativi. Questa scoperta potrebbe quindi aprire nuove possibilità per sviluppare sostanze capaci di interferire con la puntura, anche dopo che la zanzara si è già posata sulla pelle.
Come ha spiegato Konopka, è proprio questo l'ultimo momento utile per intervenire prima che l'insetto riesca a pungere. Non si tratta ancora di un nuovo repellente, ma dell'individuazione di possibili nuovi bersagli biologici da approfondire. Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità, nel solo 2024 la malaria ha causato circa 610mila morti nel mondo. La malattia è provocata da parassiti unicellulari del genere Plasmodium, trasmessi all'essere umano attraverso la saliva delle zanzare infette durante il pasto di sangue.
Impedire alle zanzare di completare questo processo potrebbe quindi contribuire a ridurre la trasmissione della malattia, affiancando le strategie di prevenzione già disponibili. Saranno naturalmente necessari ulteriori esperimenti per capire come trasformare queste conoscenze in strumenti efficaci. Tuttavia, grazie alle oltre mille punture sopportate da Joanna Konopka, gli scienziati conoscono ora un po' meglio come pungono gli insetti che più di ogni altro animale impattano sulla salute e le vite umane in tutto il mondo.
