Lunedì 4 ottobre l’Accademia Reale Svedese delle Scienze di Stoccolma ha conferito il Premio Nobel per la Medicina a David Julius e Ardem Patapoutian. Gli scienziati, statunitense e libanese, sono stati premiati per la scoperta dei recettori alla base del tatto e dei meccanismi che regolano la percezione del freddo e del caldo.
Abbiamo chiesto al professor Claudio Grassi, ordinario di Fisiologia e direttore del Dipartimento di Neuroscienze della Facoltà di Medicina e chirurgia dell’Università Cattolica, un commento scientifico sul prestigioso riconoscimento.
Il premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina 2021, conferito a David Julius e Ardem Patapoutian, rappresenta un importante riconoscimento del ruolo primario della ricerca di base nella comprensione di meccanismi fisiologici, dalle notevoli implicazioni in ambito clinico. I due studiosi sono stati premiati per aver scoperto i recettori che consentono di rilevare e trasmettere al cervello informazioni di natura tattile e termica, fenomeni indispensabili per la nostra sopravvivenza e per interagire con il mondo che ci circonda. In particolare, Julius e Patapoutian hanno dimostrato come funzionano specifiche proteine presenti sulla membrana delle cellule, denominate canali ionici, che convertono stimoli di natura meccanica e termica in segnali elettrici, al fine renderli “comprensibili” dal cervello.
Il gruppo di David Julius ha scoperto una proteina, denominata TRPV1, che cambia conformazione in presenza di molecole come la capsaicina, composto chimico presente in diverse piante quali il peperoncino, ma anche in presenza di temperature eccessive percepite come dolorose. Quando TRPV1 si attiva, i neuroni sensoriali inviano segnali elettrici al cervello, informandolo della presenza di stimoli potenzialmente dannosi per i tessuti periferici. La ricerca che ha portato alla scoperta di TRPV1 è stata lunga e laboriosa ed ha visto il gruppo di Julius analizzare milioni di frammenti di DNA corrispondenti a geni espressi nei neuroni sensoriali che possono reagire al dolore e al calore. La scoperta di TRPV1, da parte di David Julius, ha aperto la strada all’identificazione di altri recettori simili a TRPV1 che sono attivati da diversi intervalli di temperature.
Il contributo di Ardem Patapoutian riguarda, invece, la scoperta di una nuova classe di proteine con funzione recettoriale, che risponde a stimoli meccanici nella cute così come negli organi interni. Anche in questo caso, un lavoro certosino ha impegnato i ricercatori nello studio di 72 geni che codificano per possibili recettori meccanici in cellule sensibili alla pressione. Il “silenziamento” selettivo di ciascuno di questi geni ha portato, quindi, alla scoperta di una proteina responsabile della sensibilità meccanica alla quale fu dato il nome Piezo1. Successivamente, è stata scoperta un’altra proteina, chiamata Piezo2, importante per le sensazioni tattili e per la propriocezione, la capacità cioè di riconoscere la posizione e il movimento del proprio corpo nello spazio senza l’ausilio della vista. Oggi è noto che Piezo1 e Piezo2 regolano numerosi processi fisiologici, tra cui la pressione sanguigna, la respirazione e il controllo della vescica urinaria.
Queste scoperte hanno consentito non solo di avanzare le nostre conoscenze su meccanismi fisiologici di notevole importanza. Esse hanno anche implicazioni assai rilevanti in ambito clinico, per un’ampia gamma di patologie caratterizzate da dolore acuto o cronico. Anche lo sviluppo di neuroprotesi potrebbe trarre grandi vantaggi da queste scoperte per quanto attiene alla realizzazione di arti robotici muniti di sensori che imitino, al meglio, la modalità di segnalazione dei recettori naturali. In breve, la linea di ricerca premiata offre reali possibilità di interventi terapeutici in ambiti che potrebbero migliorare la qualità della vita di milioni di persone.
