Nobel, premiata la medicina rigenerativa. Le tappe della ricerca

 Vale a dire che, contrariamente a quanto si e' creduto fino a pochi decenni fa, il percorso di una cellula non e' unidirezionale. Le ricerche premiate con il Nobel dimostrano che in particolari condizioni una cellula puo' tornare ''bambina'' e immatura anche quando e' ormai adulta e specializzata per essere una cellula della pelle o del cervello. Si aprono quindi scenari completamente nuovi, con la possibilita' di rigenerare cellule tessuti deteriorati da lesioni o malattie: e' la cosiddetta ''medicina rigenerativa''. Il britannico Gurdon, 78 anni, ha insegnato Biologia Cellulare nell'universita' di Cambridge e attualmente, sempre a Cambridge, dirige l'istituto che porta il suo nome. Usando aghi e minuscole pinze, nel 1962 ha eseguito il primo intervento di chirurgia cellulare su uova di rana. Il suo esperimento e' stato il primo a rompere quello che allora era un dogma della biologia, ossia che il destino di una cellula era scritto una volta per tutte. La ricerca era stata accolta inizialmente con scetticismo, ma negli anni si sono succeduti molti esperimenti che ne hanno dimostrato l'attendibilita'. A 40 anni di distanza il giapponese Yamanaka, 50 anni, nell'universita' di Kyoto ha compiuto un passo in avanti lungo la strada aperta da Gurdon. I suoi strumenti erano indubbiamente piu' sofisticati: virus resi inoffensivi e usati come navette per trasportare nelle cellule cocktail di geni capaci di spingere le cellule a riprogrammarsi. In questo modo ha ottenuto le cellule staminali pluripotenti indotte (Ips). Grazie a queste ricerche sono stati riscritti i libri di biologia cellulare e, come ha detto recentemente Yamanaka in occasione di una sua visita in Italia, ''le possibili applicazioni delle Ips sono molte, ma questa tecnologia e' ancora agli inizi, dobbiamo lavorare ancora molto duramente per realizzare le prime applicazioni nello studio di nuovi farmaci e in campo medico'' Da alcuni considerato un riconoscimento all'approccio che privilegia la ricerca sulle staminali adulte rispetto alle embrionali, il Nobel assegnato alle tecniche di riprogrammazione cellulare sancisce piuttosto l'importanza fondamentale della medicina rigenerativa. Basti pensare che alla possibilita' di prelevare cellule da persone colpite da una malattia e di utilizzarle come un laboratorio unico per studiare da vicino la malattia, con un dettaglio senza precedenti. 

La programmazione delle cellule.

Le ricerche premiate con il Nobel per la Medicina 2012 hanno riscritto i libri di Biologia e gettato le basi per la medicina del futuro, basata sulla riprogrammazione delle cellule. Ne e' convinto il direttore del laboratorio di Biologia dello sviluppo dell'universita' di Pavia, Carlo Alberto Redi. ''Dopo la genomica e la proteomica, e' la volta della 'riprogrammonica', un termine poco comune in Italia, ma diffuso nel mondo anglosassone''. L'idea di fondo, spiega Redi, consiste nel ''riprogrammare il nucleo delle cellule gia' differenziare e farlo tornare indietro nel tempo''. E' quanto hanno sia John Gurdon che Shinya Yamanaka: entrambi sono riusciti a far tornare le cellule indietro nel tempo, anche se hanno lavorato in epoche diverse e con strumenti diversi. Il risultato che hanno ottenuto, rileva Redi, ''e' destinato ad avere un impatto importante e un valore pratico pari a quello che in passato hanno la scoperta degli antibiotici o della struttura dell' emoglobina''. Le possibile ricadute, prosegue, ''spaziano dalla ricerca di base alla medicina clinica, dalla produzione alimentare alla farmacologia, alla tossicologia''. Per esempio, ha aggiunto, sapere come avviene la riprogrammazione delle cellule puo' aiutare a capire come una cellula diventa tumorale. Per Redi e' probabile che il premio a Yamanaka possa far esultare chi difende la ricerca sulle staminali adulte, ''ma le ricerche del giapponese non sarebbero state possibili senza passare per le embrionali. Studiare le staminali - rileva - non e' un'opzione, ma una necessita'''. Senza le ricerche sulle staminali embrionali, infatti, Yamanaka non avrebbe potuto introdurre i geni che trasformano le cellule adulte in cellule simile alle staminali embrionali. Certamente, prosegue Redi, nei sei anni trascorsi dalla scoperta di Yamanaka sono cambiate molte cose: ''oggi e' possibile riprogrammare le cellule adulte senza che sia piu' necessario usare virus come navette: e' sufficiente usare uno o due proteine prodotte da quei geni''. Gradualmente, ci si avvicina al Santo Graal della Biologia, ossia l'elemento che da solo sa innescare la riprogrammazione riproducendo in modo artificiale il meccanismo che agisce nell'ovulo in condizioni naturali: il cosiddetto ''citoplasto artificiale''. Ancora qualche anno, osserva, e ''la partita sara' chiusa''. 

Gli esperimenti. Gli esperimenti che hanno valso il Nobel per medicina a John Gurdon sono stati condotti tra le fine degli anni '50 e i primi anni '60, ma erano la conseguenza di ricerche partite nella meta' degli anni '30. Il primo a usare la cellula uovo come una ''capsula del tempo'' capace di far ringiovanire ogni tipo di cellula era stato il tedesco Hans Spemann. I suoi strumenti, pero', non gli permettevano piu' di tanto: lavorava su uova di grandi dimensioni, come quelle delle salamandre, e li legava aiutandosi con speciali pinzette che si era costruito da solo e con i capelli della sua bambina. Riusci' solo a immaginare di riuscire a trasferire il nucleo di una cellula adulta in quello di una cellula uovo in un esperimento che egli stesso aveva definito ''fantastico''. Solo oltre 20 anni piu' tardi John Gurdon riusciva ad eseguire il primo intervento di chirurgia cellulare su uova di rana, usando aghi e minuscole pinze. Da allora sono stati fatti numerosi esperimenti che gradualmente hanno messo a punto tecniche sempre piu' sofisticate per riprogrammare le cellule e ottenere staminali. Fra i piu' controversi ci sono stati quelli condotti a meta' degli anni '70 da Karl Illmensee: avevano portato alla clonazione di topi, ma nessuno e' mai riuscito a riprodurre il risultato, cosa che ha suscitato dubbi sulla correttezza. Ancora 20 anni e si e' arrivati all'esperimento che nel 1997 ha fatto discutere tutto il mondo: la clonazione del primo mammifero, la pecora Dolly. Fra le tante perplessita' e perfino le paure sollevate da quell'esperimento, era chiaro che era stato raggiunto un traguardo destinato a trasformare la medicina. La tecnica, tuttavia, era ancora rudimentale.  A perfezionare il metodo, a pochi mesi di distanza, era stato l'esperimento che ha portato alla clonazione di Cumulina, il primo topo fotocopia. Era stato ottenuto prelevando i nuclei delle cellule che circondano gli ovuli in formazione nelle ovaie e quindi trasferendoli all'interno di ovuli di topo privati del loro nucleo. La ricerca e' andata avanti ancora per quasi dieci anni affinando le tecniche per ottenere riserve di cellule staminali embrionali dalla riprogrammazione cellulare. Il nuovo passo in avanti e' stata la scoperta del cocktail di geni grazie al quale una cellula adulta diventa una Cellula staminale pluripotente indotta (Ips). Nel 2006 era necessario usa virus resi inoffensivi per trasferire i geni nelle cellule, oggi si e' andati avanti e la tecnica e' diventata piu' sicura.