Caterina e dintorni: come gli animali possono aiutarci a comprendere e guarire le malattie

[30 dicembre 2013]

Mentre in Italia Caterina Simonsen, la studentessa di veterinaria all’università di Bologna affetta da quattro malattie genetiche rare, rispondeva con dignità e gentilezza agli estremisti animalisti che l’hanno minacciata ed insultata dopo che aveva pubblicato una foto con lei con il respiratore sulla bocca e con un cartello con la frase «Io, Caterina S. ho 25 anni grazie alla vera ricerca, che include la sperimentazione animale. Senza la ricerca sarei morta a 9 anni. Mi avete regalato un futuro», in Gran Bretagna lo stesso argomento veniva affrontato, con ben altra consapevolezza e piglio scientifico dell’Italia della Stamina, in un programma di grande successo dedicato ai ragazzi: le 2013 Royal Institution Christmas Lectures, che quest’anno è stata intitolata “Life Fantastic”.

La differenza con la situazione italiana, fatta quando va bene di concezione disneyana della natura, di superstizione “scientifica” e dove si continua a confondere vivisezione e ricerca sugli animali, la si capisce anche dal fatto che proprio questa trasmissione scientifico-divulgativa sia il programma di punta (e in prima serata) di Bbc Four e che la televisione pubblica britannica continui  nella grande tradizione delle Royal Institution Christmas Lectures,  che risalgono al 1825 quando Michael Faraday le iniziò nello stesso teatro che oggi accoglie un attento e divertito pubblico di ragazzi affascinati dalla scienza.

Ecco come la simpatica conduttrice, la biochimica  Alison Woollard dell’Università di Oxford, ha presentato la puntata del 28 dicembre (Where Do I Come From?) su Bbc Nature:

In tutta la strana e meravigliosa diversità del regno animale, a livello genetico molte specie hanno un sorprendente livello di somiglianza. Da questo ne risulta che possiamo imparare molto riguardo al funzionamento interno delle nostre cellule umane studiando gli altri animali e non tutti sono mammiferi, come ci si potrebbe aspettare.

Nelle 2013 Christmas lectures della Royal Institution, intitolate Life Fantastic, discuto di un serraglio di creature che aiutano a spiegare da dove viene la vita e come cresciamo con l’età. Mostro inoltre come la conoscenza che acquisiamo dal mondo naturale stia aiutando ad informare la nostra comprensione dello sviluppo e delle malattie dell’uomo.

I vermi “eroe”. Il primo animale del quale è stato sequenziato il genoma è stato, nel 1998, una piccola ma meravigliosa specie di verme nematode chiamato Caenorhabditis elegans . Da allora questo semplice verme ha contribuito a informare una vasta gamma di temi di ricerca, dall’invecchiamento al cancro.

Misura solo un millimetro di lunghezza, questi vermi sono quasi impossibili da vedere senza l’aiuto di un microscopio, ma la loro trasparenza consente agli scienziati all’interno di una creatura vivente senza l’ausilio di raggi x, scansioni MRI o di qualsiasi altre tecnologia.

Ma non saremmo stati in grado di fare le nostre  più grandi scoperte con il C. elegans senza l’aiuto di una affascinante medusa. La medusa Aequorea victoria  produce una proteina “glow-in-the-dark” chiamata GFP (green fluorescent protein), che ha permesso agli scienziati di seguire i movimenti di proteine specifiche attraverso il corpo utilizzandola come un “tag” visibile. Con l’utilizzo di GFP per evidenziare specifici modelli di espressione genica, si può seguire l’impatto di questa sul resto dell’organismo, oltre la durata della vita del verme, e trasferire questa conoscenza su come funzionano i geni simili in organismi più complessi, come noi. Io di certo non sarei stata in grado di cominciare a capire alcuni geni associati al cancro senza l’aiuto del GFP.

I segreti del sonno. Il nostro orologio biologico – o un orologio circadiano – è un meccanismo interno che regola quasi ogni aspetto della nostra fisiologia e del nostro comportamento. Uno dei modi in cui lo fa negli esseri umani è con l’esposizione al ciclo luce/buio di giorno e notte, senza che il nostro orologio interno vada fuori sincrono con il mondo esterno. Quindi cosa accadrebbe alla routine quotidiana del nostro corpo, se vivessimo dentro una  caverna buia?

I pesci di grotta ciechi messicani vivono nella più completa oscurità tutta la loro vita, eppure hanno ancora uno sviluppato orologio corporeo interno che li aiuta a governare i loro modelli di alimentazione.

Identificando e comprendendo i geni che controllano i loro orologi biologici, potremmo essere in grado di far luce su come il nostro corredo genetico contribuisce al nostro “orologio” interno e comprendere meglio i disturbi del sonno.

Il rammendo delle cozze.  Le cozze hanno una capacità impressionante di aggrapparsi a superfici come rocce e barche senza essere portate via dalle onde potenti. Questo è dovuto ad una proteina estremamente adesiva che, grazie alle sue proprietà “super sticking” ha ispirato un nuovo bio-adesivo sintetico per l’utilizzo nelle procedure chirurgiche e nella riparazione delle ferite. Altri tipi di agenti per la guarigione dei tessuti sono stati in circolazione per decenni, ma spesso hanno effetti collaterali indesiderati o non sono adatti per l’utilizzo su un  tessuto umido. Invece, gli adesivi derivati dalla proteina del mitilo sono molto più forti in condizioni umide e, dato che sono completamente sintetici, hanno molte meno probabilità di causare reazioni allergiche. Possono anche essere modificati per degradarsi in specifici periodi di tempo, secondo le esigenze di recupero del paziente.

La rigenerazione delle salamandre. Le Salamandre hanno notevoli capacità di rigenerazione. Così come riparare i loro cuori, cervelli e spine dorsali, sono note per essere in grado di far  ricrescere interi arti, come la coda, e sono uno dei pochissimi vertebrati che sono in grado di farlo. Se riusciamo a capire come lo fanno, potremmo essere in grado di sviluppare un trattamento che possa essere utile alla guarigione delle ferite negli esseri umani.

Si ritiene che la capacità di rigenerazione tissutale esista nei geni di molti altri animali, ma che sia stata semplicemente disattivata come risultato dell’evoluzione. Mentre la ricrescita degli arti negli esseri umani è un’aspirazione ambiziosa, se riuscissimo a trovare un modo per riattivare il processo rigenerativo potremmo almeno essere in grado di migliorare i trattamenti per il cuore e le malattie del fegato o ridurre le cicatrici da intervento chirurgico.

Guarire i cuori. Nel Regno Unito lo scompenso cardiaco colpisce circa 750.000 persone e mentre sempre più persone sopravvivono ad attacchi di cuore, spesso devono vivere con una ridotta qualità della vita a causa del tessuto cardiaco gravemente danneggiato. Per contribuire a far fronte alle malattie cardiache, gli scienziati si sono rivolti ad una specie molto nota, che i proprietari di acquari tropicali conoscono come pesce zebra. Gli Zebrafish sono in grado di riparare fino al 20% del loro muscolo cardiaco in poche settimane da quando si verificano i danni e, con il tempo, sono in grado di restituire al cuore ferito quasi la sua condizione originale.

I ricercatori sono riusciti a identificare nel pesce zebra  una molecola che dice ad alcune cellule staminali nell’embrione se diventare una cellula del muscolo cardiaco o una cellula di un vaso sanguigno. Questa scoperta ci dice di più sulle origini delle cellule in un cuore adulto, il che ci porta un passo più vicino ad essere in grado di produrre nuove cellule muscolari cardiache, al fine di riparare i danni causati da un attacco di cuore. Un giorno potremmo anche essere in grado di offrire un’alternativa alle operazioni di trapianto che, per molti pazienti, attualmente sono l’unica speranza di avere un cuore sano.

Questa è solo una piccola fotografia del vasto patrimonio di segreti biologici in attesa di essere sbloccati nel mondo animale. In alcuni casi la ricerca è ancora nelle fasi iniziali e ci sono innumerevoli specie con proprietà genetiche uniche che dobbiamo ancora mettere sotto il microscopio.

I segreti ad alcune delle più grandi domande delle scienze biologiche e mediche potrebbero ancora essere là fuori a nuotare nel mare o a nascondersi sottoterra.

Alison Woollard Department of Biochemistry, University of Oxford