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David Julius e Ardem Patapoutian condividono il premio Nobel per la medicina per l’identificazione dei recettori che consentono alle cellule del corpo di percepire la temperatura e il tatto.
Due ricercatori che hanno scoperto le basi molecolari per la nostra capacità di percepire la temperatura e il tatto.
Il fisiologo David Julius dell’Università della California a San Francisco (UCSF) ha usato la capsaicina (il composto che dà ai peperoncini la loro peculiarità gustativa) per rintracciare una proteina chiamata TRPV1 che risponde al calore doloroso. Il neurobiologo molecolare Ardem Patapoutian di Scripps Research a La Jolla, in California, ha identificato recettori nella pelle e in altri organi che rispondono alle forze meccaniche, come quelle generate dal tatto e dalla pressione.
Oltre a spiegare la biologia di base dei sensi, i risultati hanno potenziali applicazioni mediche: per combattere il dolore cronico, i ricercatori sono alla ricerca di composti che colpiscono alcune delle proteine scoperte da Julius e Patapoutian.
La capsaicina per lenire il dolore cronico è stata studiata per anni anche dal neurologo Marco Pappagallo, prima alla Johns Hopkins di Baltimora e poi al Mount Sinai di New York. Ricerche che hanno portato a individuare recettori della capsaicina sulle cellule nervose sensitive e a una soluzione, per esempio, nel caso del “fuoco di Sant’Antonio”.
David Julius è andato a svelare i meccanismi biologici alla base dell’effetto della capsaicina. Il premio è stato annunciato poco dopo le 2.30 del mattino, ora della California, e il comitato del premio Nobel ha faticato a raggiungere entrambi i vincitori, ha detto Thomas Perlmann, segretario generale del comitato. Ma con “l’aiuto di un padre e una cognata”, il comitato è stato in grado di rintracciare i vincitori e parlare rapidamente con loro prima dell’annuncio. “Erano incredibilmente felici”, ha detto Perlmann ai giornalisti. “E per quanto ho potuto dire, sono rimasti molto sorpresi”.
Le scoperte di Julius e Patapoutian hanno fornito collegamenti cruciali tra stimoli esterni (come la temperatura o il tatto) e i segnali elettrici che guidano le risposte del sistema nervoso.
La capsaicina, per esempio, era nota per innescare risposte al dolore, ma non era chiaro come. Nel 1990, Julius e i suoi colleghi hanno cercato tra i geni che vengono accesi in risposta al dolore, al calore e al tatto per trovarne uno che reagisse alla capsaicina. La loro ricerca li ha portati a un gene che codifica per TRPV1, una proteina che forma un canale incorporato nelle membrane cellulari che, una volta attivato, consente agli ioni di passare attraverso le membrane stesse.
Patapoutian e i suoi collaboratori, nel frattempo, erano alla ricerca di molecole che venivano attivate da forze meccaniche. Il team ha identificato le cellule che emettevano un segnale elettrico quando stimolate, e poi ha cercato geni che potessero controllare questa risposta. Ciò ha portato alla scoperta di altri due canali ionici, denominati Piezo1 e Piezo2, che vengono attivati dalla pressione.
Julius e Patapoutian hanno anche usato indipendentemente il mentolo (composto che crea una sensazione di raffreddamento) per studiare come le cellule rispondono al freddo. Ciò ha portato alla scoperta di un altro canale ionico, chiamato TRPM8, che viene attivato dal freddo.
“Sia David che Ardem hanno davvero cambiato la nostra comprensione della biologia sensoriale. Penso che sia una decisione fantastica aver assegnato questo Nobel a loro”, afferma Michael Caterina, neuroscienziato presso la Johns Hopkins University School of Medicine di Baltimora, nel Maryland, che faceva parte del team che ha identificato il canale TRPV1 con rilevamento della capsaicina nel laboratorio di Julius.
“È stato emozionante”. Il team ha rapidamente determinato che la proteina sensibile al calore del peperoncino aveva un ruolo più ampio nel trasmettere sensazioni dolorose dal calore. L’identificazione di TRPV1 e di altre proteine correlate al rilevamento del dolore ha aiutato i ricercatori a comprendere le basi molecolari del dolore e a cercare nuovi trattamenti.
“Ci sono molti problemi medici che coinvolgono il dolore e questi recettori saranno, di sicuro, obiettivi per lo sviluppo di farmaci in futuro”, ha detto il presidente del comitato per il Nobel.
