Premio Nobel per la medicina 2013: rivelato il mistero dei trasporti cellulari

Winners of 2013 Nobel Prize in Physiology or MedicineAssegnato oggi 7 ottobre 2013 il premio Nobel per la medicina: ad essere premiati gli americani James Rothman e Randy Schekman, e il tedesco Thomas Südhof, per la loro scoperta dal valore universale riguardo ai meccanismi che regolano il trasporto delle molecole di una cellula. La scoperta aiuterà la medicina a sconfiggere patologie fin’ora incurabili.

di Marco Caffarello

L’atteso annuncio è finalmente arrivato: rivelati i nomi dei vincitori del Premio Nobel 2013 per la medicina, quest’anno assegnato a due ricercatori americani, James Rothman e Randy Schekman, e ad un tedesco, Thomas Sudhof, per la scoperta di come le cellule organizzano il trasporto degli elementi essenziali alla vita, quali sono molecole,elementi nutritivi, enzimi, neurotrasmettitori ed ormoni. La commissione incaricata dell’assegnazione del premio, annunciato presso il Karolinska Institutet di Stoccolma, scegliendo tra un nutrito gruppo di validi candidati, tra cui citiamo Adrian Bird dell’Università di Edimburgo per le ricerche di metilazione ed espressione genica, i giapponesi Noboru Mizushima e Yoshinori Oshum dell’Università di Tokyo per gli studi sull’autofagia cellulare, ha motivato la vittoria dei tre per “le loro scoperte relative al meccanismo di regolazione del traffico vescicolare, un importante sistema di trasporto nelle nostre cellule“.

Ogni cellula, infatti, è un po’ come “una piccola fabbrica” che produce ed esporta molecole, enzimi, ormoni, elementi nutritivi, e per farlo deve necessariamente avvalersi di un valido “sistema di trasporto”; in pratica gli studi dell’equipe hanno consentito di comprendere come un determinato elemento prodotto dalla cellula sia spedito al posto giusto e al momento giusto. Insomma si tratta della scoperta di un sofisticato , ma efficace, sistema dei trasporti, interno alla cellula, ma anche esterno, in comunicazione, quindi, con gli altri elementi dell’organismo.

In particolare la ricerca ha consentito di comprendere come le molecole siano trasportate all’interno della membrana cellulare in piccoli “astucci” o “contenitori”, chiamati per l’appunto, vescicole.

Il grande contributo che ha fornito la ricerca di Randy Schekman, professore di Biologia Cellulare e Molecolare dell’University of California, Berkeley, è quello di aver compreso quali geni sono coinvolti nel funzionamento del traffico vescicolare. Una scoperta che affonda, tuttavia, le sue radici a molti anni fa, al 1976, quando lo scienziato iniziò a studiare il comportamento dei trasporti delle cellule del lievito. In particolare la sua attenzione si focalizzò là dove il sistema non rispondeva a pieno alle sue funzioni, generando quindi una sorta di “congestione” del traffico degli elementi ed un accumulo delle vescicole all’interno della membrana cellulare. Il genio di Schekman fu quello di comprendere quale fosse la causa del “default”, da ascrivere a mutazioni genetiche che in quanto tale ne compromettono il regolare funzionamento. L’intuizione ha infatti permesso di identificare quali siano le classi geniche che controllano e regolano i meccanismi di trasporti cellulari. Queste le parole del ricercatore americano non appena saputo di essere stato premiato con il Nobel:”La mia prima reazione è stata :” Oh , mio Dio ! “,svegliato sostiene, all’1:30 della notte per la bella notizia, che poi aggiunge con ironia” E ‘stata anche la mia seconda reazione”.

Diverso e complementare, invece, il lavoro dell’altro americano James Rothman, docente di Biologia per la prestigiosa Yale University. Gli studi di Rothman, iniziati verso la fine degli anni 70′ presso la Stamford, si sono focalizzati invece sui modi attraverso i quali le vescicole trasportano le molecole al loro interno. Il ricercatore ha infatti individuato quali processi consentano ad un insieme o complesso di proteine di essere “catturate”dalle vescicole e di fondersi letteralmente con esse, facendo combaciare le rispettive membrane. Un’immagine che deve far pensare ad una sorta di “cerniera”, o “zip”, perfettamente chiusa, ma diversa, tuttavia, per ogni classe di proteina prodotta dalla cellula, “escamotage” che ha quindi la funzione di gestire il giusto traffico; le vescicole, infatti, saranno chiamate al loro ufficio solo alla presenza della giusta proteina.

Il lavoro del tedesco Thomas Sudhof, professore di fisiologia molecolare e cellulare presso la Stanford University School of Medicine,si è concentrato, infine, sulla comunicazione delle cellule nervose. Sappiamo tutti, infatti,che gli enzimi deputati alla trasmissione degli impulsi nervosi, congiungendo dunque l’area interessata direttamente con il cervello, sono i famosi “neurotrasmettitori”; la grande scoperta di Sudhof è quella di aver compreso che il sistema di comunicazione nervosa tra le cellule è identico a quello descritto da Shekman e Rothman. I neurotrasmettitori sono infatti molecole rilasciate dalle vescicole, che analogamente a quanto avviene all’interno della cellula, si fondono con la membrana esterna della cellula nervosa. Se il comportamento del sistema nervoso è corretto, gli enzimi saranno autorizzati a fondersi con la membrana esterna della cellula nervosa solo una volta aver ricevuto il giusto segnale da parte di quest’ultima. E’ un sistema molto complesso, ma che spiega perfettamente come avvenga ad un livello molecolare la fondamentale trasmissione nervosa tra le cellule.

Le scoperte dei vincitori dell’ambito premio svelano dunque arcani fin’ora irrisolti dei processi fisiologici e cellulari, conoscenze che aiuteranno anche nella comprensione di quei difetti meccanici che sono alla base di molte patologie pericolose, e spesso incurabili, quali sono ad esempio il Parkinson o il diabete. Principi e sistemi, sostengono i ricercatori, dal valore universale, perchè identici anche in organismi differenti, quale è ad esempio una cellula di lievito adoperata per le ricerche di Schekman, o un neurotrasmettitore oggetto dello studio di Sudhof.

http://www.ansa.it/web/notizie/specializzati/saluteebenessere/2013/10/07/Nobel-Medicina-targato-Usa-Germania_9421012.html

http://med.stanford.edu/ism/2013/september/lasker.html

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