Il Nobel per la medicina e la fisiologia 2019 va al trio di scienziati William G. Kaelin Jr, Sir Peter J. Ratcliffe e Gregg L. Semenza, che hanno avviato, ormai oltre 30 anni fa, ricerche pioneristiche sui meccanismi cellulari e molecolari che consentono alle cellule di percepire ed adattarsi alle variazioni dei livelli di ossigeno. In particolare, i tre scienziati hanno orignariamente scoperto il ruolo del gene HIF-1 (hipoxia-inducible factor -1), attivato in condizioni di ipossia, e dell’eritropoietina, stimolata da HIF-1 ed a sua volta in grado di stimolare la produzione di globuli rossi nel midollo e regolare il trasporto di ossigeno nel sangue. Una volta attivato, HIF-1 attiva una cascata di segnale che culmina nel legame al DNA nel nucleo della cellula per attivare altri geni. I loro studi hanno di seguito consentito di identificare proprietà fondamentali che consentono alle cellule di rimanere in vita ed in buona salute, adattandosi a variazioni nell’ambiente tissutale che le circonda. Oltre ad aver aperto la strada alla comprensione dei meccanismi alla base di numerose malattie, compresi i tumori, le ricerche di questo virtuoso trio confermano la centralità della cellula, con le sue proprietà di adattamento, nella vita dell’intero organismo umano, in quanto unità funzionale per qualsiasi organo e funzione biologica. Ci piace quindi sottolineare la lieta concomitanza dell’assegnazione di questo premio Nobel 2019 per la Medicina e l’inizio del corso di laurea in Medicina e Chirurgia dell’Università Cattolica del Sacro Cuore per l’anno accademico 2019-20, che si inaugura con la prima lezione di Biologia Cellulare (tenuta dalla Prof Parolini), come base della comprensione delle scienze mediche.

Ornella Parolini, docente di Biologia Applicata alla facoltà di Medicina e Chirurgia, Università Cattolica

I tre vincitori del Premio Nobel per la Medicina nell’anno 2019 hanno fornito contributi fondamentali per l’individuazione di un importante e complesso meccanismo cellulare di rilevazione della concentrazione di ossigeno. Al fine di poter disporre di un’adeguata quantità di ossigeno, elemento necessario per la vita dell’individuo e delle singole cellule che lo compongono, è attiva una sorta di sensore cellulare, chiamato HIF1A (da Hypoxia Inducible Factor 1 alfa),  che segnala la riduzione della tensione di ossigeno. Quando HIF rileva  la situazione di potenziale pericolo, viene attivata una catena di reazioni biochimiche che porta all’attivazione di una serie di processi finalizzati a riportarla nella norma, come l’angiogenesi, la dilatazione dei vasi e  la secrezione di eritropoietina. Quest’ultima stimola la produzione di globuli rossi, aumentando così la capacità di trasporto dell’ossigeno ai tessuti. Questo meccanismo, che è regolato in maniera molto fine da una serie di sostanze attivatrici e inibitorie,  è responsabile della eritrocitosi (aumento dei globuli rossi) compensatoria che si osserva in persone che vivono in montagna ad alta quota. Alterazioni di specifiche componenti di questo processo sono coinvolte in alcune rare patologie genetiche (la sindrome di von Hippel-Lindau, policitemia di Chuvash), così come nello sviluppo e nella progressione di diversi tipi di tumori. L’importanza di queste scoperte è quindi da un lato connessa alla comprensione di importanti processi fisiopatologici cellulari e dall’altro alla prospettiva di sviluppare nuove strategie terapeutiche personalizzate in grado di agire su questa via di segnalazione intracellulare.

Maurizio Genuardi, docente di Genetica Medica alla facoltà di Medicina e Chirurgia, Università Cattolica