martedì 8 ottobre 2013

Premio Nobel per la medicina 2013 e neuroscienze

di Riccardo Carrara

Con queste parole inizia il sommario del comunicato stampa ufficiale che si può leggere nel sito del NobelPrize e che annuncia l'assegnazione del Premio Nobel per la medicina: "Il Premio Nobel 2013 onora tre scienziati che hanno risolto il mistero di come le cellule organizzano il loro sistema di trasporto. Ogni cellula è una fabbrica che produce ed esporta molecole. Per esempio, l'insulina è prodotta e rilasciata nel sangue e i segnali chimici chiamati neurotrasmettitori sono inviati da un neurone all'altro". 

Il famoso riconoscimento è stato conferito ieri a tre ricercatori che hanno concentrato i loro studi sulle vescicole e il traffico delle stesse all'interno delle cellule. Ovviamente nel chiarire il ruolo e il meccanismo del traffico vescicolare, i tre scienziati hanno svolto ruoli diversi, ma complementari. 

Randy Schekman ha scoperto l'insieme di geni che sono necessari per il traffico vescicolare. James Rothman ha dipanato il macchinario proteico che permette alle vescicole di fondersi con i loro bersagli e che consente di trasferire il materiale immagazzinato. Infine, Thomas Südhof ha spiegato quali sono i segnali che permettono il rilascio preciso del materiale. 
Tutte queste scoperte hanno contribuito a rivelare il preciso e stupendo sistema di trasporto all'interno delle cellule.

Vediamo ora perché questo riconoscimento ha un notevole profumo di neuroscienza, oltre che di biologia molecolare.

Possiamo ricordare, in primo luogo, che due dei tre premiati, ovvero Rothman Südhof, avevano ricevuto nel 2010 il Kavli Prize in neuroscienze insieme a Richard Scheller (della Genentech) per le scoperte inerenti le basi molecolari del rilascio di neurotrasmettitori.

Dal delicatissimo e preciso meccanismo di trasporto vescicolare sappiamo dipendere numerose funzioni del nostro organismo tra le quali l'attivazione delle fibre nervose, il rilascio dei neurotrasmettitori,  il fulcro dell'azione delle sinapsi e il ruolo degli ormoni nel metabolismo e nel controllo dei segnali.

Inoltre, sembra sempre più evidente che molte neuropatologie, come per esempio l'Alzheimer e l'autismo, siano dovute a disfunzioni della trasmissione sinaptica e quindi riconducibili ad un trasporto vescicolare non corretto.

Dei tre vincitori è sicuramente Südhof ad occuparsi in modo preminente di neuroscienze. Il suo curriculum parla chiaro: dottorato in neurochimica; professore di fisiologia molecolare e cellulare; professore (by courtesy) di neurologia e scienze neurologiche, di psichiatria e scienze comportamentali della scuola di medicina della Stanford University.

Ogni volta che pensiamo, agiamo e proviamo un sentimento, i neuroni del nostro cervello comunicano tra loro. Questa comunicazione avviene tramite sinapsi, collegamenti specializzati che permettono alle cellule nervose di scambiare informazioni in tempi che sono dell'ordine dei millisecondi. Quando viene stimolato, un neurone presinaptico rilascia un segnale chimico tramite neurotrasmettitori, che diffondono attraverso lo spazio sinaptico, per reagire con i recettori postsinaptici. Tutto questo avviene grazie al suddetto trasporto vescicolare.

Südhof ha studiato le sinapsi fin dagli anni ottanta, scoprendo che i terminali presinaptici sono pieni di decine di centinai di piccole vescicole sinaptiche e che il rilascio di queste vescicole è controllato dal calcio: l'esocitosi delle vescicole sinaptiche viene innescata in seguito all'entrata di calcio all'interno della cellula attraverso il canale voltaggio-dipendente, come conseguenza della propagazione del potenziale d'azione nel terminale nervoso.

Sono due i campi di studio e di ricerca specifici di Südhof  e del suo laboratorio:
1) Capire come si formano le sinapsi. Queste ultime, infatti, mostrano un alto grado di specificità in base ai neuroni che connettono e una diversità ancor più stupefacente in termini di proprietà fisiologiche.

2) Comprendere come il trasferimento delle informazioni sia innescato in maniera così rapida e specifica nelle sinapsi. Cogliere effettivamente queste tematiche permetterà una visione completa del rilascio dei neurotrasmettitori a livello delle sinapsi e potrebbe fornire una serie di risposte e maggiori conoscenze per quanto riguarda le malattie neurodegenerative.


Considerando le idee di alcuni neuroscienziati che collegano l'agire morale e l'identità personale alle sinapsi, certamente questo Premio Nobel ha una grande rilevanza per la neuroetica. 

Solo due esempi in merito.
L'ambizioso progetto Connettoma, portato avanti da Sebastian Seung che lo spiega in prima persona in un TED Talks initolato "Io sono il mio connettoma" (titolo che da solo già mette in luce i risvolti neuroetici della questione), intende produrre una mappatura del cervello spiegando le connessioni di ciascun neurone.
Nel chiacchierato libro Il Sé sinaptico. Come il nostro cervello ci fa diventare quelli che siamo, di Joseph LeDoux, possiamo leggere che "quello che siamo rispecchia pattern d'interconnettività tra neuroni" oppure che l'unitarietà si specifica e riduce in modi diversi di fare una stessa cosa, ossia allacciare connessioni sinaptiche.

L'attuale Premio Nobel per la medicina 2013, che richiama alla memoria anche un altro scienziato che nel 1906 vinse il suddetto premio: Camillo Golgi (in effetti l'apparato di Golgi, scoperto e descritto per la prima volta nel 1897, regola e controlla il trasporto e l'impiego delle macromolecole all'interno della cellula per il normale svolgimento dei processi fisiologici) rilancia le questioni legate alla morale, al comportamento umano e alle scelte, come se il tutto ora si potesse ridurre al capire ed indagare ancora più a fondo il trasporto vescicolare alla base dell'interconnettività sinaptica.

2 commenti:

  1. Abbiamo anche italiani che ci fanno sperare nel futuro, gettando le fondamenta su nostre capacità e potenzialità che ancora ignoriamo. Ci sono anche italiani che ci riscattano da una drammatica situazione di paralisi interiore.

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  2. Carissima Prof.ssa Renata, ti ringrazio per questo commento che mi permette di ricordare che per quanto riguarda la ricerca sul trasporto vescicolare sono stati importantissimi gli studi italiani, come per esempio, quelli coordinati dal Prof. Cesare Montecucco, immunologo e patologo proprio a Padova. Lui e altri ricercatori italiani, come citato nello stesso Scientific Background del suddetto Premio Nobel, avevamo già pubblicato nel 1992 (quindi un anno prima rispetto alle ricerche di Rothman) un articolo su Nature riguardo alle proteine coinvolte nel trasporto vescicolare.
    Ecco qui il riferimento bibliografico e il link all'articolo di Nature (ovviamente in inglese): http://www.nature.com/nature/journal/v359/n6398/pdf/359832a0.pdf (Schiavo G, Benfenati F, Poulain B, Rossetto O, Polverino de Laureto P, DasGupta BR, Montecucco C: Tetanus and botulinum-B neurotoxins block neurotransmitter release by proteolytic cleavage of synaptobrevin. Nature 359:832-835, 1992).
    Come vedi l'Italia non ha affatto perso il suo ruolo innovatore e creativo, anzi continua a dare la spinta al Mondo come un lievito silenzioso... e a questo, credo, siamo chiamati tutti noi italiani, ricercatori e non.

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