I Nobel al futuro delle cellule

 

Medicina: riconoscimento alle ricerche sulle staminali adulte

Il sogno che un organismo adulto possa tornare “embrione” è sempre più una realtà. L’inglese John B. Gurdon e il giapponese Shinya Yamanaka, premiati con il Nobel per la Fisiologia e la Medicina 2012, hanno dimostrato, come scrive l’Accademia delle Scienze di Stoccolma, che le cellule mature, già diventate tessuti, possono essere riprogrammate per diventare immature, cioè capaci di specializzarsi in cellule cardiache, cerebrali, epatiche o altro tessuto del corpo. Le ricerche dei due scienziati, condotte autonomamente a distanza di quasi mezzo secolo, fanno intravedere il momento in cui si conoscerà la causa di malattie come il cancro o l’Alzheimer, si potrà riparare tessuti danneggiati e avere organi “di ricambio”. Forse ci vorranno decenni, ma la strada è aperta.

Gurdon, 78 anni, si è laureato a Oxford, poi è stato negli Stati Uniti, al California Institute of Technology; tornato in patria, ha insegnato Biologia cellulare all’Università di Cambridge, dove ora dirige l’Istituto che porta il suo nome. Nel 1962 compie l’esperimento diventato un classico della biologia: sostituisce il nucleo di una cellula uovo di una rana con quello di una cellula intestinale di anfibio adulto, e dalla cellula uovo modificata si sviluppa un girino normale. Gurdon scopre, così, che la specializzazione delle cellule è reversibile, cioè che il Dna di una cellula matura ha le informazioni necessarie per sviluppare tutti gli altri tipi di cellule. La ricerca ha portato altri studiosi a clonare vari animali, come, nel 1996, la pecora Dolly.

L’altro premiato, Shinya Yamanaka, è nato nel 1962 a Osaka, in Giappone. Dopo la laurea in Medicina all’Università di Kobe, è stato ricercatore alla Osaka City University; poi, ha lavorato al Gladstone Institute di San Francisco e al Nara Institute of Science and Technology, in Giappone. Oggi è docente all’Università di Kyoto e affiliato al Gladstone Institute. Nel 2006 scopre che, introducendo alcuni geni nelle cellule di topo adulto, queste sono “riprogrammate” per diventare cellule staminali immature, cioè capaci di generare tutti i tipi di cellule di un organismo. L’anno dopo dimostra che si ottengono cellule staminali pluripotenti indotte (in inglese “iPS”, induced pluripotent stem cells) anche da fibroplasti umani, cellule tipiche del tessuto connettivo.

Le scoperte di Gurdon e Yamanaka hanno fatto riscrivere i libri di biologia e, soprattutto, come sottolinea l’Accademia delle Scienze, hanno dimostrato che «in determinate circostanze le cellule specializzate possono far tornare indietro l’orologio dello sviluppo. Anche se il loro genoma subisce modifiche nel corso del tempo, queste modifiche non sono irreversibili». Così, «le cellule possono essere ottenute da pazienti con varie malattie, riprogrammate ed esaminate in laboratorio per determinare come si differenziano da cellule di individui sani. Queste cellule costituiscono strumenti preziosi per comprendere i meccanismi della malattia e fornire così nuove opportunità per lo sviluppo di terapie mediche».

Altrettanto importante è l’aspetto etico: ora è possibile ottenere cellule staminali senza distruggere embrioni. Lucio Romano, presidente nazionale dell’Associazione Scienza & Vita, ha commentato: «L’assegnazione del Nobel dimostra come si possa fare ricerca senza declassare gli embrioni a materiale da laboratorio, senza scadere in una logica utilitaristica e riduzionistica per cui l’essere umano, nelle sue prime fasi di vita, non sarebbe altro che un prodotto da cui trarre il massimo rendimento. La riprogrammazione delle cellule staminali adulte concilia le esigenze e i progressi della ricerca scientifica con l’assoluta e incondizionata dignità di ogni essere umano».

 

Chimica: premiati gli studi sui meccanismi di reazione cellulare

Le ricerche sulle cellule sono oggetto anche del premio Nobel per la Chimica, assegnato agli americani Robert J. Lefkowitz e Brian K. Kobilka. Il nostro corpo è formato da miliardi di cellule che comunicano in continuazione tra loro. Per farlo, ogni cellula usa microscopici recettori che le permettono di “captare” dove si trova e di adattarsi ai cambiamenti anche esterni. Come ricorda il prof. Tullio Pozzan, Accademico dei Lincei, «basta pensare che lo stesso meccanismo del parto è scatenato dalla attivazione di recettori» e aggiunge: «Alcuni dei farmaci più comuni usati contro l’ipertensione modificano proprio la funzione di un particolare recettore appartenente a questa famiglia, quella per l’adrenalina».

Ebbene, i due scienziati hanno scoperto per primi i recettori detti “recettori accoppiati alla proteina G”, che consentono alle cellule di reagire a stimoli esterni, come luce, calore, odori o sapori, e anche interni, come appunto, adrenalina, istamina, dopamina e altre sostanze. Questi recettori sono quindi alla base di sensazioni come paura, felicità o sonno; non solo, «circa la metà dei farmaci oggi in uso sfrutta il meccanismo dei recettori della proteina G», perché ogni medicinale è un messaggio esterno immesso nell’organismo per farlo reagire a una malattia. Grazie alle loro scoperte sarà possibile «produrre medicinali più efficaci e con minori effetti collaterali».

Brian Kobilka, 57 anni, è nato a Little Falls (Minnesota) e lavora alla Stanford University School of Medicine, a Stanford (California). Robert Lefkowitz, 69 anni, originario di New York, ora è all’Howard Hughes Medical Institute e al Duke University Medical Center, a Durham (North Carolina).

 

Fisica: vincenti le scoperte alla base dei futuri pc quantistici

Dalle “piccole” cellule oggetto dei Nobel per la Medicina e per la Chimica passiamo all’infinitamente piccolo della Fisica. I due vincitori, l’americano David Wineland e il francese Serge Haroce, sono stati premiati «per i rivoluzionari metodi sperimentali che consentono di misurare e manipolare singoli sistemi quantistici». In modo autonomo hanno aperto “una nuova èra” nella fisica quantistica, perché nell’infinitamente piccolo, quando non funzionano più le leggi della fisica normale, cominciano quelle “bizzarre” (così le definisce la stessa Accademia svedese delle Scienze) della fisica quantistica, e sino a pochi anni fa era considerato impossibile misurare, manipolare o trasportare una particella di materia senza distruggerla.

Le ricerche dei due premiati hanno già permesso applicazioni importanti per la vita quotidiana, come gli orologi atomici che regolano i sistemi di navigazione satellitare. Tra le tecnologie allo studio c’è la realizzazione dei “computer quantistici”. In merito l’Accademico dei Lincei Massimo Inguscio ha osservato: «I due premiati stanno realizzando un sogno. Con la loro capacità di controllare con estrema precisione i livelli di energia di atomi hanno messo a punto i primi calcolatori quantistici, che invece di usare i bit funzionano sui livelli di energia di ioni e atomi. Sono calcolatori rispetto ai quali un moderno computer dei nostri giorni può essere paragonato ad un antico abaco».

In questo 2012 entrambi i premiati compiono 68 anni. Serge Haroce, però, è nato a Casablanca (Marocco), è cittadino francese e lavora al Collège de France e all’École Normale Supérieure di Parigi. L’americano David J. Wineland, invece, è nato a Milwaukee (Wisconsin) e lavora al National Institute of Standards and Technology (NIST) e all’University of Colorado, con sede a Boulder (Colorado).

 Michele Gota



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