Ciò che farà più notizia, di questo Nobel 2009 per la Medicina e la Fisiologia, sarà probabilmente il fatto che per la prima volta un premio Nobel è stato assegnato a due donne insieme: si tratta delle americane Elizabeth H. Blackburn e Carol W. Greider, che erano rispettivamente insegnante e allieva negli anni della scoperta che oggi le vede premiate dall’Accademia Svedese. Era il 1985 quando le due biologhe hanno scoperto la funzione di speciali strutture molecolari, i telomeri, che proteggono le estremità dei cromosomi, e hanno individuato l’enzima che li protegge e ne genera la continua riproduzione. Scoperta che hanno condiviso con Jack W. Szostak, un altro cittadino statunitense ma di origine inglese, che insegna genetica al Massachusetts General Hospital di Boston; con lui condivideranno anche il Nobel e divideranno equamente i 980.000 euro che andranno a ritirare a Stoccolma il prossimo 10 dicembre.
Con Giorgio Dieci, del Dipartimento di Biochimica e Biologia Molecolare dell’università di Parma, cerchiamo di capire meglio il significato e il valore di questa scoperta che è strettamente legata al problema dell’invecchiamento cellulare.
«Le scoperte riconosciute con il Nobel 2009 prendono origine da studi biologici di base di organismi che, a uno sguardo superficiale, appaiono irrilevanti per la medicina e la salute umana: il protozoo Tetrahymena thermophila e il lievito di birra, Saccharomyces cerevisiae. Ma, come molto spesso è accaduto nella storia recente e ricchissima della biologia, scoperte rivelatesi in seguito di fondamentale importanza sono nate dalla intelligenza e dalla curiosità di scienziati che hanno avuto la possibilità di approfondire gli aspetti molecolari fondamentali degli esseri viventi».
Il nostro interlocutore ci ricorda che il genoma (ovvero l’insieme delle informazioni genetiche) di moltissimi esseri viventi, incluso l’uomo, è rappresentato in ogni cellula da diverse macromolecole lineari di DNA a doppio filamento, i cromosomi. Ogni cromosoma lineare presenta due estremità, dette telomeri, che svolgono un ruolo importante per il mantenimento e la stabilità dell’intero cromosoma.
Ad ogni divisione cellulare, ognuno dei cromosomi deve essere replicato in modo esatto, affinché le due cellule figlie ricevano un identico corredo genetico. Ora, il meccanismo di replicazione del DNA da parte degli enzimi preposti (le DNA polimerasi) presenta un grave limite: la porzione terminale di uno dei due filamenti di DNA non può essere copiata, il che dovrebbe portare a un leggero accorciamento dei cromosomi a ogni ciclo di divisione cellulare, con conseguenze a lungo termine molto dannose per le cellule e l’organismo. Questo accorciamento, tuttavia, non avviene. Perché?
«Blackburn, Greider e Szostak hanno fornito una risposta chiara a questa importante domanda. Essi hanno svelato le caratteristiche del DNA telomerico e hanno scoperto e isolato un enzima, denominato telomerasi (enzima particolarissimo, in quanto costituito da una proteina e da una molecola di RNA associate fra loro), il quale è responsabile del mantenimento dei telomeri e quindi di una corretta lunghezza dei cromosomi. In assenza di telomerasi, i cromosomi si accorciano ad ogni divisione cellulare, con conseguente loro danneggiamento».
E qui veniamo all’enorme rilevanza di queste scoperte per la medicina. «Da un lato, l’accorciamento dei telomeri contribuisce in misura importante all’invecchiamento cellulare e degli organismi. Dall’altro, la capacità di moltiplicarsi indefinitamente tipica delle cellule cancerose è in parte dovuta a una elevata attività della telomerasi, necessaria per la preservazione dei telomeri. Questa scoperta ha quindi aperto la strada a nuove terapie per il cancro. Difetti della telomerasi sono anche alla base di importanti malattie ereditarie, quali alcune forme di anemia dovute a insufficienti divisioni cellulari delle cellule staminali del midollo osseo».
Ancora una volta la ricerca di base, aggiungendo una nuova dimensione alla nostra comprensione della cellula, ha aperto la strada a nuove applicazioni di enorme importanza per l’uomo.