Giordano Tedoldi: Nobel ai biologi scopritori delle molecole che svelano i tumori

Giordano Tedoldi: Nobel ai biologi scopritori delle molecole che svelano i tumori

Ieri è stata annunciata l'assegnazione del premio Nobel “per la medicina o la fisiologia” ai biologi statunitensi Victor Ambros e Gary Ruvkun, “per la scoperta del microRNA e il suo ruolo nella regolazione genica post-trascrizionale”. Cerchiamo di capire, in termini più semplici possibile, di che cosa si tratta. Nelle cellule di ognuno di noi c'è il Dna, che è per così dire il nostro hardware, componenti che consentono il funzionamento dell'organismo: vi sono infatti “salvate” tutte le nostre informazioni genetiche. Il Dna si trova nel nucleo cellulare; le cellule hanno anche una sorta di “macchinario” per fabbricare proteine, che sono molecole che svolgono vari compiti nell'organismo; questo macchinario si trova non nel nucleo, come il Dna, ma nel citoplasma, che è per così dire la parte acquosa della cellula che circonda il nucleo.

DNA E PROTEINE
E dunque la macchina fabbrica-proteine, per sapere quali fabbricare, deve “leggere” le informazioni del Dna (cioè i geni), e queste le vengono passate tramite un meccanismo che si chiama, biologicamente, “trascrizione”. È qui che entra il gioco l'RNA messaggero (mRNA), che è una sorta di “calco” – perciò si parla di “trascrizione” - di una sezione del Dna (di un gene, per l'appunto), ma, a differenza di questo, a singolo filamento, che passa poi dal nucleo al citoplasma, per essere “letto” dal dispositivo cellulare atto a sintetizzare le proteine. Questo, in parole povere, il meccanismo della fabbricazione delle proteine sulla base delle informazioni inscritte nel Dna. Ma c'è un mistero: il Dna cellulare è lo stesso per un neurone (cellula nervosa) come per una cellula muscolare. Allora perché questi due tipi di cellule hanno caratteristiche, funzioni e perfino morfologie differenti? Qual è il meccanismo che fa sì che i geni di un neurone si esprimano diversamente da quelli di una cellula muscolare? Cioè che proprio i geni adatti alle specifiche funzioni cellulari di un neurone, o di una cellula muscolare, siano trascritti e poi tradotti nelle proteine specifiche di quel tessuto (nervoso o muscolare)? A lungo si è pensato che tutto dipendesse da certe proteine chiamate “fattori di trascrizione”: queste si legano al Dna e possono sia attivare sia prevenire la produzione di mRNA, e quindi, di fatto, agire sull'espressione dei vari geni, differenziando le cellule.

GLI STUDI SUI VERMI
Le ricerche di Ambros e Ruvkun, già nei primi anni Novanta, hanno rivelato che i “fattori di trascrizione” non erano i soli responsabili della regolazione genica. Studiando i nematodi, microscopici vermi, in particolare la specie C. Elegans, hanno scoperto che piccoli pezzetti di RNA non codificanti – apparentemente “resti” di RNA - si legavano proprio alle parti “decisive” dell'mRNA (il RNA messaggero che trasporta l'informazione genetica dal nucleo al citoplasma cellulare) provocando vari effetti: una degradazione (spaccatura o accorciamento) del mRNA, oppure un'inibizione della traduzione, cioè il blocco della produzione delle proteine corrispondenti. Ambros e Ruvkun hanno dimostrato che questi pezzetti di RNA, battezzati microRNA (miRNA),non sono una peculiarità dei loro invisibili vermini, ma se ne trovano migliaia di tipi diversi nell'uomo. Ulteriori ricerche hanno mostrato che ogni microRNA regola diversi mRNA, e ogni mRNA, a sua volta, è regolato da distinti microRNA, creando un sistema di regolazione genica estremamente complesso. Pertanto, il meccanismo della differenziazione cellulare – di quali proteine sono prodotte, e quali no – è risultato molto più sofisticato di quanto si credesse.

LE CONSEGUENZE
Le applicazioni della scoperta sono vastissime, a cominciare da quelle di carattere medico. Poiché il microRNA influenza così decisamente il comportamento cellulare, è fondamentale anche nei processi di proliferazione, differenziazione e morte delle cellule: alterazioni nel suo funzionamento possono giocare un ruolo in patologie diverse quali il cancro (agendo sia come fattore scatenante o soppressore), i disturbi neurologici, le patologie cardiovascolari. E quindi, conoscendone esistenza e funzionamento, si può poi lavorare per mettere a punto terapie utili alla cura di queste malattie. Inoltre, è noto un loro ruolo come biomarcatori, ad esempio in relazione a Covid-19, dove il loro livello nella circolazione sanguigna può precisare aspetti quali la suscettibilità all'infezione, gravità, complicanze, prognosi. Un'ulteriore conferma del fatto che il Dna, una volta ritenuto la vera e sola “scatola nera” degli esseri viventi, passa poi per misteriosi meccanismi di trascrizione e traduzione molto sottili che ne regolano l'espressione, sui quali solo da pochi anni è stata fatta luce.