William Kailin, Peter Ratcliffe e Gregg Semenza sono i vincitori del Nobel per la Medicina 2019. Il premio è per la scoperta del modo in cui le cellule utilizzano l’ossigeno. Questo meccanismo ha un’importanza cruciale per mantenere le cellule in buona salute e averlo scoperto ha aperto la strada alla comprensione di molte malattie, prime fra anemia e tumori.
Gli studi di Semenza sono stati di importanza vitale per lo svolgimento di alcuni importanti progetti di ricerca della Unità dell’Istituto Regina Elena Preclinical Models and New Therapeutic Agents, diretta da Anna Bagnato.
Abbiamo chiesto alla team leader IRE Donatella Del Bufalo di illustrare l’importanza della scoperta scientifica vincitrice del Nobel, e il contributo dei nostri studi sul tema.
“Ho avuto il piacere di conoscere Gregg Semenza nel lontano 2005 ad un congresso a Genova “Exploiting the Tumor Microenvironment for Therapeutics” dove ero stata inviata in qualità di speaker. I lavori di Semenza sul “tumor microenvironment” ed in particolare sull’ipossia mi hanno sempre affascinato ed hanno rappresentato un valido punto di riferimento per la attività di ricerca del mio gruppo.
L’integrazione degli studi di ricerca di base dei tre scienziati ha infatti permesso di chiarire i meccanismi molecolari attraverso cui le cellule umane e animali rispondono ai cambiamenti dei livelli di ossigeno dovuti a diversi fattori tra cui l’altitudine, l’attività fisica, alcuni eventi traumatici, ma anche a patologie quali i tumori. L’ossigeno è un elemento indispensabile che permette alla cellula di trasformare il nutrimento in energia. In mancanza di ossigeno, le cellule tumorali si adattano modificando il loro metabolismo ed alcune loro funzioni, attivando meccanismi che permettano la sopravvivenza anche in condizioni “estreme”.
Nel corso dei loro studi i tre scienziati hanno identificato la proteina HIF-1 alfa (fattore indotto dalla mancanza di ossigeno, condizione definita “ipossia”) che permette alle cellule tumorali di adattarsi ad ambienti con scarsi livelli di ossigeno. Hanno inoltre dimostrato che HIF-1 alfa è in grado di regolare i livelli dell’eritropoietina, un ormone in grado di far aumentare i livelli di ossigeno nei globuli rossi, ma anche di centinaia di geni tra cui il VEGF, fattore che favorisce la formazione di vasi sanguigni. I loro studi hanno anche portato all’identificazione della proteina VHL, che svolge un ruolo chiave in presenza di alti livelli di ossigeno, legando la proteina HIF-1 alfa e determinandone la sua degradazione.
Naturalmente questi studi di base hanno gettato le basi per lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche per diverse patologie tra cui le neoplasie.”
“I nostri studi – conclude Del Bufalo – hanno dimostrato che la proteina bcl-2, da diversi anni oggetto di studio del nostro gruppo, è in grado regolare i livelli di espressione di HIF-1 alfa, aggiungendo un tassello alla molteplicità dei fattori in grado di regolare espressione e funzioni della proteina scoperta nel 1995 da Semenza.”