Vescicole e membrane come auto nel traffico

Il Nobel ha premiato la scoperta di un meccanismo cellulare di base eppure essenziale per la comprensione di molte malattie.

Quest'anno il più ambito premio scientifico per la medicina e fisiologia è andato a tre scienziati che hanno studiato un meccanismo di base essenziale alla sopravvivenza e moltiplicazione delle cellule: il sistema di trasporto. Ogni cellula, infatti, produce ed esporta molecole. Per esempio, l'insulina è prodotta e rilasciata nel circolo sanguigno mentre i neurotrasmettitori vengono inviati da una cellula nervosa all'altra. All'interno della cellula queste sostanze viaggiano avvolte dentro vescicole la cui "parete" è costituita per lo più da frammenti di membrana cellulare. I tre scienziati hanno quindi scoperto i principi molecolari che stanno alla base del trasporto di una sostanza da un luogo all'altro ma, soprattutto, i segnali che regolano questo processo complesso consentendo, come un gigantesco ufficio postale, che il messaggio corretto arrivi nel luogo giusto e nel momento adatto.

Randy Schekman ha scoperto un gruppo di geni che funge da regolatore del traffico. James Rothman ha svelato la macchina proteica che consente alle vescicole di fondersi con il bersaglio per trasferire nel punto giusto il contenuto. Thomas Südhof ha dimostrato come i diversi segnali istruiscano le vescicole a rilasciare il contenuto con estrema precisione, come accade nelle cellule nervose, quelle da lui più studiate.

Se il complesso sistema di navigazione intracellulare va in tilt, possono comparire malattie come il diabete o i disturbi immunologici o nervosi. Anche i tumori possono comparire perchè qualcosa non funziona nella regolazione del traffico. Ecco perché lo studio del cosiddetto "signalling" è essenziale per la moderna oncologia molecolare e costituisce un ambito di grande potenzialità. Randy Schekman, per esempio, è stato affascinato dal sistema di trasporto cellulare fin dai primi anni settanta e ne ha studiato le basi genetiche nei lieviti, scoprendo i primi geni regolatori.

James Rothman ha invece studiato il sistema nelle cellule di mammifero, tra gli anni ottanta e novanta, e ha scoperto quale complesso proteico consente alle vescicole di fondersi con la membrana della cellula in un punto preciso. Dopo qualche anno di studi paralleli, è apparso chiaro che i geni scoperti da Schekman nei lieviti erano proprio quelli che codificavano per le proteine identificate da Rothman nei mammiferi.

Thomas Südhof era invece interessato a capire come si parlano i neuroni, come comunicano le cellule nella nostra corteccia cerebrale. Le nostre sinapsi sono infatti una centrale di trasmissione vescicolare molto raffinata e precisa. Negli anni novanta Südhof ha scoperto che, in quel caso, a governare il sistema ci pensano gli ioni calcio. Le applicazioni pratiche derivate da queste scoperte sono innumerevoli, anche nell'ambito oncologico. Quel che è certo è quanto hanno scritto i giudici del premio Nobel a sostegno della propria decisione: "Senza questa organizzazione meravigliosa e precisa, la cellula cadrebbe nel caos totale".