Il premio Nobel per la Medicina 2017 agli studiosi dell’orologio biologico è “ecologista”

È andato ai tre studiosi americani Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young il premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina 2017. Merito aver scoperto come gli esseri viventi regolano i ritmi biologici in sintonia con l’ambiente.

È un premio insolito quello che la Fondazione Nobel, con base in Svezia, ha assegnato quest’anno nell’ambito della fisiologia e della medicina. Un Nobel alla cronobiologia, che è lontana dalla medicina classica e più vicina alla fisiologia, cioè lo studio delle condizioni fisiche degli essere viventi in condizioni normali. Il prestigioso riconoscimento, che prevede un premio di 8 milioni di corone, ovvero poco meno di 900mila euro, è andato, infatti, ai cronobiologi e genetisti americani Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young.

Merito dei tre studiosi: l’aver scoperto, “il meccanismo con il quale tutti gli esseri viventi, dalle piante agli esseri umani, riescono a regolare i loro ritmi biologici in sintonia con l’ambiente, ad esempio con l’alternarsi di giorno e notte, conseguenza della rotazione della Terra”, nelle parole della fondazione.

orologio biologico
L’orologio biologico anticipa e adatta la nostra fisiologia alle diverse fasi del giorno, regolando attività come il sonno, la fame, la produzione di ormoni, la pressione sanguigna e la temperatura corporea (fonte: Fondazione Nobel)

Il Nobel per la Fisiologia e per la Medicina 2017

Al centro dei loro studi sono i ritmi circadiani, che determinano il cosiddetto orologio biologico di umani, animali e piante. Quello che ci porta, per intenderci, a percepire la necessità di dormire nelle ore serali, con l’arrivo del buio, che ci stimola al risveglio in quelle mattutine, grazie anche alla luce, e che si disorienta quando, viaggiando, cambiamo in poche ore il fuso orario, provocando il famoso “jet lag”.

Uno stimolo, quello suggerito da questa ricerca, a voler considerare la nostra salute come a qualcosa di inevitabilmente connesso al pianeta e che, grazie a questo riconoscimento internazionale, diventa oggetto di interesse e dibattito. Non sono pochi quelli che lo hanno già ribattezzato un “Nobel ecologista”, come il medico e scienziato Stefano Vella, presidente dell’Aifa (Agenzia italiana del farmaco), perché “chiarisce come l’armonia con la natura, che abbiamo all’interno del nostro organismo, vada tenuta in seria considerazione”.

Interessanti, sempre secondo Vella, anche le conseguenze che un premio così anomalo potrebbe avere per esempio sulla farmacologia, puntando maggiormente l’attenzione sull’importanza della somministrazione nei giusti orari di determinati farmaci.

Il meccanismo circadiano, cos’è

Se da molto tempo è chiaro che accorgimenti come evitare di mangiare carboidrati la sera, concentrare l’attività fisica nelle ore del mattino o rispettare ritmi costanti di sonno-veglia ci possano aiutare a vivere meglio, ora la scienza è riuscita a spiegarne in modo preciso anche il perché.

Già nel Diciottesimo secolo l’astronomo Jean Jacques d’Ortous de Mairan aveva condotto esperimenti sulle piante di mimosa, scoprendo che avevano un proprio orologio interno, che consentiva loro di aprire e chiudere le proprie foglie sempre con il medesimo ritmo, con il sorgere e con il calare del sole. Da allora gli studiosi hanno continuato a interessarsi a questo fenomeno, scoprendolo come un denominatore comune alla maggior parte delle specie viventi vegetali e animali, esseri umani compresi. Data per assodata la validità di questa scoperta restava però da capire come il nostro organismo fosse in grado di interpretare e allinearsi con i messaggi dell’ambiente circostante.

Questo meccanismo di adattamento regolare e legato ai tempi scanditi dalla rotazione terrestre fu definito circadiano, dal latino circa “intorno” e dies “giorno”. In sintesi un “orologio biologico che anticipa e adatta la nostra fisiologia alle diverse fasi del giorno, regolando attività come il sonno, la fame, il rilascio di ormoni, la pressione del sangue e la temperatura corporea”, come riporta la Fondazione Nobel nelle sue note dedicate all’assegnazione del premio.

orologio biologico - la scoperta del gene Period
Schema del funzionamento del gene alla base dell’orologio biologico. L’immagine ricostruisce la sequenza di eventi nell’arco di 24 ore (fonte: Fondazione Nobel)

Cosa regola il nostro orologio biologico

Proprio a cercare valide risposte a questi interrogativi Hall, Rosbash e Young hanno dedicato il loro lavoro dagli anni Ottanta fino ad oggi. Ad aiutarli, nelle fasi iniziali della ricerca, lo studio del dna di organismi semplici come i moscerini della frutta (Drosophila melanogaster), grazie ai quali Hall e Rosbash poterono isolare il gene denominato Period (detto Per), identificandolo come il responsabile della produzione della omonima proteina, che si accumula nelle cellule nella notte per essere poi degradata durante il giorno, sempre nel medesimo intervallo temporale.

Il successivo passaggio fu quello che permise loro di capire come la proteina Per riuscisse a penetrare nel nucleo. Il merito della scoperta andò a Young, che nel 1994 riuscì a identificare un secondo gene, battezzato Timeless (o Tim), che produce la proteina dello stesso nome e che, legandosi alla proteina Per, la aiuta a penetrare nel nucleo delle cellule.

Scoperte importanti se si pensa anche che, proseguendo su questa strada, sarà possibile arrivare a “comprendere i problemi dello sviluppo neurale, come quelli che portano al ritardo mentale, ai disturbi psichiatrici e alle malattie del metabolismo, fino ai tumori”, secondo Valter Tucci, direttore della linea di ricerca su genetica ed epigenetica del comportamento dell’Istituto italiano di tecnologia (Iit).

Specialmente nella ricerca di nuove cure contro il cancro queste scoperte potrebbero, dunque, rivelarsi utili, visto che “le cellule tumorali hanno riprogrammato il proprio orologio a proprio vantaggio: lo hanno accelerato per mangiare di più e per riprodursi più volte al giorno”, come spiegato da Benedetto Grimaldi che è a capo della linea di ricerca di Medicina molecolare dell’Iit e che lavora per l’Associazione italiana per la ricerca sul cancro (Airc).

Trovare il modo di riprogrammare gli orologi biologici di queste cellule tumorali potrebbe significare trovare nuove soluzioni per ucciderle o facilitare l’efficacia dei farmaci. Motivo in più per apprezzare questo premio Nobel inatteso, ma sicuramente meritato.

nobel per la medicina 2017
Da sinistra a destra: Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young, Nobel per la Fisiologia e per la Medicina 2017 © Flickr

Chi sono i vincitori del premio Nobel per la Medicina

Jeffrey C. Hall, 72 anni, è nato nel 1945 a New York e si è laureato all’università di Washington a Seattle. Dal 1971 al 1973 ha lavorato al California institute of technology (Caltech) a Pasadena. Nel 1974 si è trasferito alla Brandeis university di Waltham e nel 2002 in quella del Maine.

Michael Rosbash, 71 anni, è nato a Kansas City e si è laureato nel 1970 al Massachusetts institute of technology (Mit). Nei tre anni successivi ha lavorato in Europa, nell’università scozzese di Edimburgo, e nel 1974 è rientrato negli Stati Uniti e da allora lavora alla Brandeis university.

Michael Young, 68 anni, è nato nel 1949 a Miami e si è laureato all’università del Texas ad Austin nel 1975. Da allora fino al 1977 ha lavorato all’università di Stanford e dal 1978 alla Rockefeller university di New York.

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