È possibile contrarre infezioni dalle piante? / Can people catch infections from plants?
È possibile contrarre infezioni dalle piante? / Can people catch infections from plants?
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
È una trama che ha ossessionato la fantascienza per decenni: gli esseri umani vengono infettati da agenti patogeni vegetali, con conseguenti malattie, morte od uno stato simile a quello degli zombi. Ma c'è del vero in questa idea? I germi delle piante possono davvero trasmettersi agli esseri umani?
La risposta breve ed inquietante è sì, hanno detto gli esperti a Live Science, ma è incredibilmente raro.
Gran parte di ciò che sappiamo sul funzionamento del corpo umano fa sembrare improbabile che questi agenti patogeni possano invadere anche il nostro organismo. "È estremamente raro che un agente patogeno passi da una pianta ad un essere umano o viceversa, perché le nostre strutture biologiche sono fondamentalmente diverse", ha dichiarato via e-mail a Live Science la dottoressa Soma Dutta, medico e microbiologa presso gli Apollo Multispeciality Hospitals di Calcutta, in India.
Gli agenti patogeni delle piante si sono evoluti per penetrare le spesse e rigide pareti di cellulosa od emicellulosa presenti all'interno delle piante. Al contrario, le cellule umane sono protette da membrane lipidiche, rivestite da proteine recettrici in grado di innescare una risposta immunitaria. Gli agenti patogeni delle piante, in genere, non possiedono gli strumenti per superare queste membrane, ha spiegato Dutta.
Inoltre, per la maggior parte dei funghi e batteri specifici delle piante, che in genere sopravvivono a temperature fino a 25 gradi Celsius (77 gradi Fahrenheit), la nostra temperatura corporea media, molto più elevata, è eccessivamente calda. "Il corpo umano è essenzialmente una fornace", ha affermato Dutta. "Il calore denatura le loro proteine ed impedisce loro di causare infezioni."
Patogeni mortali
Ci sono però delle eccezioni. Nel 2023, Dutta e la sua collega Ujjwayini Ray, microbiologa consulente presso gli Apollo Multispeciality Hospitals di Calcutta, hanno pubblicato un caso clinico riguardante un paziente che aveva sviluppato una tosse persistente e mal di gola, faceva fatica a deglutire e non mangiava, apparentemente senza alcuna causa. Quando i medici lo hanno visitato, hanno trovato un ascesso pieno di pus che si stava sviluppando vicino alla trachea. Un esame ha rivelato la presenza di spore di Chondrostereum purpureum, un fungo che causa la malattia delle foglie argentate nelle piante.
I ricercatori hanno scoperto che il sessantunenne era un micologo vegetale, ovvero uno studioso della relazione tra funghi e piante. "Per anni, il suo lavoro professionale lo ha portato a contatto diretto ed intenso con legno in decomposizione, funghi e vari tipi di funghi vegetali. Questo ha fornito una chiara via per l'inalazione delle spore", ha spiegato Dutta. Lei e il suo collega hanno ipotizzato che le spore fossero in qualche modo riuscite a "nascondersi o resistere" alla fagocitosi, una fase cruciale della risposta immunitaria umana, permettendo loro di formare una colonia e diffondersi. Ma per Dutta, l'infezione fungina rimane un enigma, perché, nonostante si tratti di un fungo tipico dei climi freddi, è riuscito a sopravvivere alle temperature più elevate del corpo umano.
Con una cura a base di antimicotici, quel paziente è guarito completamente. Ma non è sempre così; nelle rare situazioni in cui i patogeni delle piante si trasmettono all'uomo, in genere colpiscono le persone con un sistema immunitario indebolito, il che può portare alla morte. Molti di questi patogeni prosperano in ambienti caldi, umidi e stabili e sono stati rilevati in cateteri ed apparecchiature respiratorie negli ospedali, ed è così che i pazienti vulnerabili possono esserne esposti.
Ad esempio, il batterio Pantoea agglomerans causa malattie in diverse colture alimentari, come riso, mais e sorgo, e se entra nel flusso sanguigno umano può essere letale. Un altro tipo di batterio, Burkholderia, causa marciume nelle cipolle e nel riso, e la ricerca ha documentato casi in cui questo germe ha infettato pazienti affetti da fibrosi cistica, causando polmonite, setticemia e morte. Uno studio su diversi ceppi di B. cepacica ha scoperto che i microrganismi possono superare le ciglia ed il muco che rivestono le vie respiratorie e penetrare nei polmoni, diffondendosi al loro interno.
Un altro batterio, Pseudomonas aeruginosa, causa marciume molle in piante come lattuga e patate. Ma è stato trovato anche negli ospedali, dove si è trasmesso a pazienti immunocompromessi con gravi ustioni, cancro o AIDS, causando infezioni alle vie urinarie, al sangue ed ai polmoni.
Virus delle piante
Si ritiene generalmente che i virus delle piante non rappresentino un rischio per l'uomo a causa dei meccanismi unici che utilizzano per infettare le piante, ma gli scienziati hanno scoperto alcuni indizi convincenti che potrebbero suggerire una nostra vulnerabilità alle malattie che possono scatenare. Nel 2014, Philippe Colson, professore di virologia medica all'Università di Aix-Marseille in Francia, ha approfondito il caso singolare del virus della maculatura lieve del peperone, un patogeno vegetale altamente contagioso che causa l'avvizzimento delle piante di peperone. Dato l'ampio consumo di peperoni, Colson ed i suoi colleghi hanno analizzato i campioni di feci di oltre 400 persone e hanno trovato l'RNA del virus.
Gli individui che presentavano il virus nelle feci avevano una probabilità significativamente maggiore di manifestare i sintomi della malattia. "Siamo riusciti a trovare una correlazione tra la presenza di questo virus nelle feci umane ed i sintomi di febbre e prurito", ha dichiarato Colson a Live Science. Sebbene non abbiano dimostrato un nesso causale definitivo – i sintomi potrebbero essere stati scatenati da qualcos'altro presente nel cibo – "questo ci ha fatto chiedere se potesse esserci un'interazione con il nostro corpo e se, in alcuni casi, potesse essere patogeno", ha aggiunto.
Lo studio ha inoltre dimostrato che le feci dei pazienti affetti contenevano anticorpi specifici per il virus del peperone. La capacità del virus di resistere all'intestino umano suggerisce una sua elevata resistenza; infatti, il virus del mosaico lieve del peperone è così robusto che è stato preso in considerazione per un indicatore di contaminazione fecale umana nei corsi d'acqua.
Colson è anche incuriosito dal virus del mosaico del tabacco, che lascia un disegno caratteristico sulle foglie di tabacco, causandone l'avvizzimento, compromettendone la capacità di fotosintesi e arrestandone la crescita. Sorprendentemente, precedenti ricerche su questo virus avevano "esaminato persone affette da cancro ai polmoni, e avevano trovato il virus nelle loro biopsie", ha affermato Colson. La ricerca di Colson ha rilevato il virus del mosaico del tabacco in diverse marche di sigarette e nella saliva di persone che le fumavano. Ciò solleva interrogativi preliminari sulla possibilità che il virus possa entrare nel corpo umano attraverso le sigarette e svolgere un ruolo nei tumori correlati al fumo, ha concluso Colson.
Al momento, la ricerca sul passaggio di virus patogeni dalle piante all'uomo è limitata, ed il problema principale è capire come potrebbero infettare gli esseri umani se ciò accadesse; i virus delle piante in genere entrano nelle cellule vegetali attraverso un foro nella parete di cellulosa, mentre i virus umani devono interagire con una serie di recettori intorno alla cellula prima di poter penetrare al suo interno, ha spiegato Colson. Tuttavia, le importanti implicazioni di una potenziale infezione da virus vegetali nell'uomo lo rendono "abbastanza fiducioso che questo sia un campo che si espanderà nel prossimo futuro".
Le ricerche finora condotte dimostrano che è estremamente raro che una malattia delle piante, di origine fungina, batterica o virale, si sviluppi in modo grave o fatale in persone che non presentano già un sistema immunitario gravemente compromesso. I casi di trasmissione da una malattia all'altra sono "estremamente rari", ha osservato Dutta, ma ritiene che i cambiamenti in atto sul nostro pianeta impongano di continuare a prestare attenzione ed a condurre ricerche approfondite sui patogeni delle piante.
"La barriera più importante per il corpo umano è la temperatura, che viene erosa dai cambiamenti climatici e dal riscaldamento globale", ha affermato Dutta. Con l'aumento delle temperature globali, gli agenti patogeni delle piante potrebbero trovare il modo di adattarsi a queste condizioni più calde, dotandosi così di strumenti per sopravvivere nel nostro organismo.
"Il messaggio finale riguardo ai passaggi di agenti patogeni dalle piante all'uomo è quello di una vigilanza in continua evoluzione", ha affermato Dutta. "Sebbene le barriere biologiche tra cellule vegetali ed animali rimangano molto forti e difficili da infrangere, il caso dell'infezione da Chondrostereum purpureum serve a ricordarci che 'raro' non significa 'impossibile'".
ENGLISH
Catching diseases from plants may not just be the domain of science fiction.
It's a plotline that has haunted science fiction for decades: Humans become infected by plant pathogens, causing illness, death or a zombie-like state. But is there any truth to this idea? Can plant germs really cross over to people?
The short, disturbing answer is yes, experts told Live Science, but it's incredibly rare.
Much of what we know about how the human body functions makes it seem unlikely that these pathogens could invade our bodies, too. "It is extremely rare for a pathogen to jump from a plant to a human or vice versa because our biological architectures are fundamentally different," Dr. Soma Dutta, a physician and medical microbiologist at Apollo Multispeciality Hospitals in Kolkata, India, told Live Science over email.
Plant pathogens have evolved to breach the thick, rigid walls of cellulose or hemicellulose inside plants. By contrast, human cells are protected by lipid membranes, which are lined with receptor proteins that can initiate an immune response. Plant pathogens generally don't have the tools to break through these membranes, Dutta explained.
Besides, for most plant-specific fungi and bacteria, which typically survive in temperatures of up to 77 degrees Fahrenheit (25 degrees Celsius), our much higher bodily average is uncomfortably hot. "The human body is essentially a furnace," Dutta said. "The heat denatures their proteins and prevents them from causing infection."
Deadly pathogens
But there are exceptions. In 2023, Dutta and colleague Ujjwayini Ray, a consultant microbiologist at Apollo Multispeciality Hospitals, Kolkata, published a case report abouta patient who had developed a persistent cough and sore throat, was struggling to swallow, and was not eating, with seemingly no cause. When doctors examined him, they found a pus-filled abscess developing beside his windpipe. An exam revealed spores from Chondrostereum purpureum, a fungus that causes silver leaf disease in plants.
The researchers discovered that the 61-year-old was a plant mycologist, someone who studies the relationship between fungi and plants. "For years, his professional work involved direct, intense contact with decaying wood, mushrooms, and various plant fungi. This provided a clear pathway for inhalation of spores," Dutta explained. She and her colleague hypothesized that the spores had somehow managed to "hide from or resist" phagocytosis, a crucial phase of the human immune response, allowing them to establish a colony and spread. But to Dutta, the fungal infection remains a puzzle, because despite being a cool-weather fungus, it had managed to survive the higher temperatures of the human body.
With a course of antifungal tablets, that patient recovered fully. But that's not always the case; in the rare situations where plant pathogens cross over into humans, they typically affect those with weakened immune systems, which can result in death. Many of these pathogens thrive in warm, moist, stable environments, and they have been detected in catheters and breathing equipment in hospitals, which is how vulnerable patients can become exposed.
For example, the bacterium Pantoea agglomerans causes disease in a range of food crops — like rice, maize and sorghum — and if it gets into the human bloodstream, it can be deadly. Another type of bacteria, Burkholderia, causes rot in onion and rice, and research has documented cases where this germ has infected cystic fibrosis patients, causing pneumonia, blood poisoning and death. An investigation into several strains of B. cepacica, found that the microorganisms could surpass the defensive cilia and mucous lining the airways and get into and spread within the lungs.
Another bacterium, Pseudomonas aeruginosa, causes soft rot in plants like lettuce and potatoes. But it has also been found in hospitals, where it has passed to immunocompromised patients with severe burn wounds, cancer or AIDS, causing infections in their urinary tracts, blood and lungs.
Plant viruses
Plant viruses are generally believed not to pose a risk to humans because of the unique mechanisms they use to infect plants, but scientists have unearthed some compelling clues that we might be vulnerable to the diseases they can trigger. In 2014, Philippe Colson, a professor of medical virology at Aix-Marseille University in France, delved into the strange case of pepper mild mottle virus, a highly contagious plant pathogen that causes pepper plants to shrivel up. Peppers are widely consumed, so Colson and colleagues studied the stool samples of over 400 people and found the RNA of the virus.
Individuals who had the virus in their stools were significantly more likely to have symptoms of disease. "We were able to find a correlation between the presence of this virus in human stools and the symptoms of fever and pruritus [itchy skin]," Colson told Live Science. Although they didn't show a definite causal link — the symptoms may have been triggered by something else in the food — "it made us question whether there could be an interaction with our body, and whether or not it could be pathogenic in some cases," he said.
The study also showed that the affected patients' stools contained antibodies specific to the pepper virus. The virus's ability to withstand the human gut suggests it is highly resilient; in fact, pepper mild mottle virus is so robust that it's been considered for use as an indicator of human fecal pollution in waterways.
Colson is also intrigued by tobacco mosaic virus, which leaves a distinctive pattern on tobacco leaves that causes shriveling, affects their ability to photosynthesize, and stunts their growth. Strikingly, previous research into this virus had "looked at people that had lung cancer, and they found the virus in their biopsies," Colson said. Colson's own research has detected tobacco mosaic virus in several cigarette brands and in the saliva of people who smoked them. This raises tentative questions about whether the virus can travel into human bodies through cigarettes and possibly play a role in smoking-related cancers, Colson said.
For now, research on viral plant pathogen crossover into humans is limited, with the central puzzle being how they might infect humans if they do; plant viruses typically enter plant cells through a hole in the cellulose wall, whereas viruses in humans have to interact with a series of receptors around the cell before they can break in, Colson explained. Yet the important implications of potential plant virus infection in humans makes him "quite confident that this is a field that will expand in the near future."
The research so far shows that it's highly unusual for any plant diseases — fungal, bacterial or viral — to seriously, or fatally, develop in people who don't already have severely compromised immune systems. Crossovers are "extremely rare," Dutta noted, but she believes that our changing planet means plant pathogens deserve continued attention and research.
"The most significant barrier of the human body is temperature, which is being eroded by climate change and global warming," Dutta said. As global temperatures rise, plant pathogens may be finding ways to adapt to these warmer conditions, equipping them to survive in our bodies.
"The final message regarding plant-to-human crossovers is one of evolving vigilance," Dutta said. "While the biological barriers between plant and animal cells remain very strong and not easily breakable, the case of the Chondrostereum purpureum infection serves as a vital reminder that 'rare' does not mean 'impossible.'"
Da:
https://www.livescience.com/health/can-people-catch-infections-from-plants?utm_term=0D44E3E5-72C8-4F2E-A2B4-93C82DC78FB4&lrh=e4e2966485d78112a6060535462dd7377ffa0f1e6368288dc8552dcea7aac778&utm_campaign=368B3745-DDE0-4A69-A2E8-62503D85375D&utm_medium=email&utm_content=05415CD9-3137-4641-B715-AD40CCE6606B&utm_source=SmartBrief
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