Dall'Espresso: il corpo trasparente

Redazione DottNet | 16/01/2009 09:48

asma cellule medicina ricerca tumori

Se il piccolo Roger Tsien non avesse avuto l'asma, la medicina oggi non avrebbe le stesse chance di vedere realizzato il suo sogno più antico: guardare ciò che accade nel nostro corpo, sotto la pelle che nasconde meraviglie e orrori del microcosmo-uomo, nelle cellule che lo compongono.

 Ma Roger aveva l'asma, non poteva andarsene a spasso per Livingston, New Jersey; doveva stare in casa coi suoi occhialini sul naso e l'aria scocciata di un bimbo frustrato. A guardare i colori del New Jersey e a cercare di riprodurre col suo piccolo chimico le magie della natura. Perché i coniugi Tsien erano scienziati dal sangue blu, discendenti della famiglia reale del Regno di Wuyue, arrivati a fare i professori al Mit dalla provincia cinese dello Zhejiang. E non mancarono di portare a casa il piccolo chimico con cui Roger prese a mischiare elementi e a stupirsi di quanti e meravigliosi colori le reazioni chimiche potevano generare. Certo l'ingegner Tsien padre, trentatreesimo discendente del re Qian Liu (Tsien Liu) non immaginava che le fantasie di Roger sui colori gli avrebbero portato il premio Nobel per la Chimica 2008. Per un'idea tanto semplice quanto sconvolgente: andare a vedere cosa succede sotto pelle nelle cellule, non con complesse e costosissime macchine, ma usando i colori. Con i colori Tsien ha reso visibile la vita delle cellule, il loro divenire, moltiplicarsi e prendere, anche, strade sbagliate. Quelle che portano al cancro, alle malattie neurodegenerative, alla malattia, insomma. Ma vedere la vita della cellula ci mette in mano un'arma portentosa: sappiamo quando qualcosa va storto e possiamo provare a raddrizzarlo. Come? Glielo abbiamo chiesto.

Professor Tsien, come facciamo a vedere come vive e si ammala una cellula?

"Con una proteina fluorescente, verde per l'esattezza. Quella che rende così belle le meduse. E infatti Osamu Shimomura (anche lui vincitore del Nobel, ndr) l'ha scoperta nelle meduse nel 1961. È una molecole portentosa, che ha applicazioni inaspettate, perché è l'unica che non ha bisogno di nulla per emettere fluorescenza: brilla di luce propria. Certo della proteina fluorescente non ce ne saremmo fatti gran che se Douglas Prasher, del Laboratorio marino di Woods Hole, non avesse isolato il suo gene nel 1992. La mia idea è stata quella di andare a vedere se fosse possibile far funzionare quel gene nelle cellule di un mammifero. È stato possibile. E in questo modo siamo riusciti a osservare in tempo reale processi straordinari: lo sviluppo del feto, quello del cervello, i deficit di organi e tessuti come quelli danneggiati dal diabete e molti altri ancora. E la proliferazione di cellule tumorali".

Che cosa c'entrano le proteine fluorescenti con il cancro?

"Se mettiamo il gene di una proteina fluorescente in una cellula che vogliamo seguire, possiamo utilizzare la sua fluorescenza colorata per verificare che cosa accade dentro la cellula seguendo la sorte della colorazione. Nel caso del cancro, il punto di partenza è una famiglia di frammenti di proteine che riescono a entrare nelle cellule tumorali: una volta colorati, questi frammenti consentono di visualizzare molti processi cellulari, e infatti le stiamo usando per esperimenti di vario tipo. Pensiamo di sfruttarli per identificare le cellule tumorali seguendo i percorsi dei colori con la risonanza magnetica, l'ecografia o la Pet. Ma per il futuro pensiamo anche di usarli per la terapia, usandoli come shuttle per portare dentro le cellule tumorali dei farmaci capaci di neutralizzarle. Al momento lo abbiamo fatto su animali da laboratorio, e i risultati sono piuttosto incoraggianti. Speriamo di riuscire presto a sperimentare nell'uomo".

In questi anni le proteine fluorescenti sono state impiegate per studiare di tutto: dalla secrezione di insulina ai grassi nel sangue, allo sviluppo fetale, dalla neurodegenerazione al cancro. Sono state usate per studiare la vita delle cellule in tantissime malattie: ma quale sarà la vera rivoluzione terapeutica?

"I lavori scientifici sull'argomento sono in effetti ormai più di 20 mila, ed è impossibile dire quali siano quelli più importanti o più vicini alla clinica. Ora sia io che molti altri miei colleghi lavoriamo su tutto, su terapie e tecniche diagnostiche. In attesa di un exploit, che non so se potrò vedere in prima persona. Anche se il traguardo mi sembra più vicino da quando ho ricevuto il Nobel, che non rappresenta tanto una gratificazione personale, ma un impulso e una sfida ad andare avanti".

Lei è un chimico, ma la sua scoperta ha rivoluzionato la diagnostica e promette di rivoluzionare le terapie di molti big killer. Come mai questo cambio di rotta?

"La chimica pura mi annoiava: cercavo una sua applicazione ai sistemi biologici. E la trovai nella neurobiologia e nel calcio. Il calcio e le sue oscillazioni ricoprono un'importanza fondamentale in tutti i processi vitali. Ma quando cominciai a occuparmene, per misurarlo c'erano strumenti molto rozzi, che spesso danneggiavano le cellule vitali. Per questo ho studiato coloranti più delicati, ma al tempo stesso più precisi, che mi hanno permesso di tracciare le oscillazioni del calcio legate all'attivazione di un neurone (vedi box qui a fianco, ndr). Quei lavori mi hanno fatto capire che trovare metodi sempre più sofisticati per guardare dentro le cellule, così come i raggi X permettono di spiare ciò che accade sotto la pelle, poteva essere un modo semplice e versatile per rispondere a molte domande ancora inevase".

E lo ha fatto con una soprendente semplicità concettuale, senza tirare in ballo tecniche sofisticatissime.

"È vero. Fino a pochi decenni fa, l'osservazione di un fenomeno biologico era quasi sempre indiretta: si cercavano tracce che, inserite in un contesto logico, potessero portare a un'idea plausibile. Con le proteine fluorescenti il test è diretto: si guarda un fenomeno nel momento stesso in cui esso accade, un gene mentre si attiva, un tessuto mentre cresce o muore, il calcio mentre entra o esce, una proteina mentre svolge la sua funzione e così via. Con gli sviluppi più recenti, inoltre, si possono osservare più processi in contemporanea, ciascuno marcato con un colore diverso".

Il fascino della semplicità di questo approccio è tanto più notevole se si pensa che si è sviluppato proprio nell'epoca in cui lo studio del genoma raggiungeva traguardi inaspettati, ma si rivelava di una complessità che ancora oggi mette a dura prova i ricercatori. Con la famiglia delle proteine fluorescenti, invece, si trova il colorante giusto, lo si inserisce e si va a vedere che succede con il microscopio.

"In effetti, credo che la decisione dell'Accademia di attribuirci il Nobel rifletta la volontà di sottolineare il valore delle possibili scoperte veicolate da una bella immagine, oltre che le applicazioni concrete di queste proteine: un percorso logico lineare spesso è quello più corretto e più vicino alla realtà, ma seguirlo richiede sempre sforzi notevoli. Attenuati, almeno nel mio caso, dalla passione nata in un bambino con l'asma".