Il Nobel per la Medicina 2024 è stato assegnato agli americani Victor Ambrose e Gary Ruvkun per la scoperta dei micro Rna. E' il meccanismo che ha aperto la via a molte terapie e gioca un ruolo fondamentale nel regolare l’attività dei geni. Risultato di milioni di anni di evoluzione, queste molecole sono essenziali nel libretto di istruzioni che controlla l'attività dei geni perchè contribuiscono al normale sviluppo di ogni organismo vivente.
Per questo le anomalie presenti nei microRna possono giocare un ruolo importante in malattie come i tumori, o in difetti congeniti dell'udito, della vista o dello scheletro.
La scoperta di queste molecole ha aperto la strada alla possibilità di controllarle e quindi alla ricerca di nuove terapie.
I microRna, libretti di istruzioni molecolari. Fondamentali per il funzionamento corretto delle cellule
Il libretto di istruzioni genetiche è uguale per tutte le cellule, ma queste sono diverse fra loro e hanno specializzazioni diverse, come quelle del cervello, dei muscoli o della pelle. Per decenni la scommessa è stata riuscire a capire come ognuna di esse riesca a selezionare le istruzioni che la riguardano direttamente. La risposta è nei microRna, piccole sequenze di geni che, come registi, regolano l'espressione di altri geni.
La loro scoperta, premiata con il Nobel per la Medicina a Victor Ambros e Gary Ruvkun, ha dimostrato per la prima volta come l'attività dei geni può essere modulata negli organismi multicellulari, compresi gli esseri umani. E' emersa così una dimensione completamente nuova della regolazione del Dna e oggi è noto che il genoma umano codifica oltre un migliaio di microRna, che si stanno dimostrando di fondamentale importanza per capire come un organismo funziona e si sviluppa.
La regolazione dei geni funziona correttamente solo se il giusto set di geni è attivo in tipi di cellule diversi, che svolgono funzioni diverse. Quando questo meccanismo non funziona, le cellule non funzionano più correttamente e per questo si manifestano malattie molto serie, come tumori, diabete o malattie autoimmuni.
Ambros e Ruvkun hanno scoperto il meccanismo che controlla l'attivazione di programmi genetici diversi e l'hanno fatto dopo avere studiato, in modo indipendente, due linee di vermi Caenorhabditis elegans con mutazioni dei geni lin-4 e lin-14, che mostravano difetti nei tempi di attivazione dei programmi genetici durante lo sviluppo. La scoperta di questo principio di regolazione venne pubblicata nel 1993 in due articoli sulla rivista Cell e accolto nel silenzio della comunità scientifica:, che considerava quel risultato relativo al verme C. elegans e sostanzialmente irrilevante per l'uomo.
Le cose cambiarono nel 2000, quando il gruppo di Ruvkun pubblicò la scoperta di un altro microRna, codificato da un terzo gene, let-7, molto ben conservato e presente in tutto il regno animale. L'articolo suscitò grande interesse e negli anni successivi furono identificati centinaia di microRna diversi.
Oggi sappiamo che nell'uomo esistono più di mille geni per diversi microRna e che la regolazione genica da parte dei microRna è un meccanismo universale, comune a tutti gli organismi multicellulari. Si è dimostrato infine che un singolo microRna può regolare l'espressione di molti geni diversi e che, viceversa, un singolo gene può essere regolato da più microRna
Chi sono i due Nobel per la Medicina 2024
Victor Ambros, 71 anni, insegna Scienze naturali alla University of Massachusetts Medical School. Nato nel 1953 negli Stati Uniti, ad Hanover (New Hampshire) ha studiato al Massachusetts Institute of Technology, dove è rimasto anche dopo il conseguimento del dottorato, e nel 1985 si è trasferito all’Università di Harvard. Dal 1992 al 2007 ha insegnato nella Dartmouth Medical School poi alla University of Massachusetts Medical School, dove lavora attualmente.
Gary Ruvkun, 71 anni, insegna genetica all’Università di Harvard. Nato nel 1952 negli Stati Uniti, a Berkeley (California), ha conseguito il dottorato all’Università di Harvard nel 1982 e ha proseguito il lavoro di ricerca al Massachusetts Institute of Technology, dove ha lavorato dal 1982 al 1985 e poi è stato ricercatore Massachusetts General Hospital e all’ Harvard Medical School, dove insegna attualmente
Si è aperta così la settimana dei Nobel, inaugurata nei primi tre giorni dai premi dedicati alle scienze. In programma l'8 ottobre alle 11,45 l'annuncio dei vincitori del Nobel per la Fisica e il 9 ottobre quello dei vincitori del Nobel per Chimica.
I commenti
Il Premio Nobel per la Medicina agli scopritori dei microRna, dopo quello assegnato lo scorso anno per la tecnologia dei vaccini a mRna, conferma ancora una volta l'importanza della grande famiglia delle molecole di Rna presenti nelle cellule, che si stanno rivelando sempre più come lo strumento chiave per aprire le porte alla medicina di precisione contro ogni genere di malattia, da quelle infettive a quelle autoimmuni per arrivare fino ai tumori. Lo afferma il genetista Giuseppe Novelli dell'Università di Roma Tor Vergata, da più di dieci anni impegnato con il suo gruppo di ricerca nello studio dei microRna. "Queste molecole hanno avuto un ruolo cruciale nel passaggio dagli organismi unicellulari a quelli pluricellulari, perché sono come dei direttori d'orchestra che dirigono l'espressione del Dna determinando la differenziazione delle cellule in tessuti e organi: per questo i microRna sono estremamente conservati nell'evoluzione, tanto che possiamo trovarli nelle piante così come negli animali più semplici (ad esempio il verme C. elegans usato dai vincitori del Nobel, Ambros e Ruvkun) fino a quelli più complessi, come i mammiferi e gli esseri umani", ricorda Novelli. "Cruciale è anche il ruolo dei microRna nella differenziazione sessuale: basti pensare che il 10% dei geni che producono i microRna si trovano sul cromosoma X".
I microRna sono delle piccole molecole a singolo filamento composte da una ventina di 'lettere' (nucleotidi): prodotti nel nucleo e maturati nel citoplasma della cellula, agiscono legandosi alle molecole di Rna messaggero prodotte da altri geni, impedendo la loro traduzione in proteine e favorendone il degrado.
"A Tor Vergata siamo stati i primi a dimostrare che i geni che producono i microRna mutano e cambiano come fanno tutti gli altri geni: conoscere la loro variabilità è importante, perché può determinare la suscettibilità a malattie come il diabete, l'artrite reumatoide e il lupus", precisa il genetista. "Negli ultimi anni stiamo lavorando anche al confronto dei microRna delle cellule sane con quelli delle cellule malate, ad esempio quelle infettate dal virus Sars-CoV-2: ci sono infatti dei microRna che caratterizzano le cellule malate e che possiamo sfruttare come biomarcatori per diagnosticare le malattie oppure come bersagli per terapie mirate. Il primo farmaco sperimentale basato sui microRna (Mrx34, sviluppato una decina di anni fa contro il tumore del fegato) è stato un apripista della nascente rivoluzione degli antimiR, i nuovi farmaci inibitori dei microRna, che in futuro potrebbero essere impiegati potenzialmente contro ogni tipo di malattia".
Il Nobel assegnato ad Ambros e Ruvkun ribadisce ancora una volta il ruolo fondamentale della ricerca di base. "La scoperta, infatti, è avvenuta nel verme Caenorhabditis elegans, da decenni studiati nei laboratori di genetica in tutto il mondo per la sua semplicità", dice all'ANSA Alberto Bardelli, direttore scientifico all'Istituto Airc di Oncologia Molecolare di Milano (Ifom): "La complessità del meccanismo alla base dei microRna era così elevata che non poteva che essere studiata in un modello semplificato come quello offerto da C. elegans. La medicina si basa proprio sulla ricerca effettuata su organismi anche molto lontani dall'essere umano - continua Bardelli - e trovo che questo sia un messaggio molto bello".
Il ricercatore fa il parallelo con lo studio che solo pochi giorni fa si è aggiudicato la copertina di Nature e che ha portato alla prima mappa completa di un cervello adulto del moscerino della frutta: "anche in quel caso, il cervello mappato è ovviamente molto più semplice di quello umano, ma si tratta di un risultato importantissimo perché Drosophila melanogaster, così come C. elegans, è un modello per la ricerca", ha osservato - Bardelli, che è anche professore all'Università di Torino.
Anche il Dna umano, infatti, codifica per centinaia di microRna e molti sono implicati nell'insorgenza di diverse patologie come il cancro. "I microRna sono come interruttori che aiutano a regolare le funzioni della cellula - aggiunge Bardelli - e ciò ha aperto la strada allo studio di terapie basate su queste molecole, che ci potrebbero aiutare ad esempio ad interferire con i meccanismi che vogliamo colpire".