Science, le migliori scoperte del 2013

Per che cosa verrà ricordato il 2013 nel campo della scienza? La rivista Science e il suo editore, l’American Association for the Advancement of Science, non hanno dubbi: il vero passo in avanti nel panorama scientifico è stato compiuto quest’anno dall’immunoterapia del cancro, ovvero da quei trattamenti che usano le cellule e le armi del sistema immunitario per combattere i tumori.

Si tratta, scrive la rivista, di un paradigma del tutto diverso nella lotta ai tumori, che non ha come target le cellule cancerogene ma chi dovrebbe invece sorvegliare l’omeostasi del corpo e proteggerlo dai pericoli: il sistema immunitario. L’idea risale agli anni Ottanta, quando James Allison, ora alla University of Texas MD Anderson Cancer Center di Houston, identificò nel recettore CTLA-4 dei linfociti T (Cytotoxic T-Lymphocyte Antigen 4) un freno all’attività di queste cellule, prevenendone il pieno attacco verso gli invasori o le cellule maligne. Negli anni Novanta i ricercatori dimostrarono che bloccando questo recettore (con anticorpi contro il CTLA-4) le cellule T scatenavano la loro risposta contro i tumori nei topi, contrastandoli.  Storia simile per un’altra molecola espressa dalle cellule T: il PD-1 (programmed death 1).

Entrambi gli anticorpi diretti contro queste molecole negli anni Duemila sono stati testati in trial clinici, dando i primi incoraggianti risultati, tanto che nel 2011 la Food and Drug Administration ha approvato l’anticorpo monoclonale ipilimumab (diretto contro il CTLA-4) per il trattamento del melanoma metastatico e risultati incoraggianti si sono avuti anche negli ultimi tempi per anticorpi contro PD-1 nel caso di tumori al rene, al polmone e al melanoma. E ancora positivi sono stati i risultati ottenuti quest’anno dalla combinazione dei due anticorpi monoclonali per i pazienti con melanoma.

L’immunoterapia contro il cancro è stata scelta da Science come breakthrough dell’anno anche per un altro promettente approccio: l’ingegnerizzazione delle cellule T, al fine di renderle più aggressive nei confronti dei tumori (la cosiddetta chimeric antigen therapy, o CAR). Una terapia sperimentale che sta dando risultati incoraggianti nel campo dei tumori del sangue.

Ma il 2013 verrà ricordato anche per altri importanti traguardi scientifici. Ecco la lista completa della top ten stilata da Science allora.

La chirurgia molecolare con CRISPR
Si dice CRISPR (clustered regularly inter- spaced short palindromic repeats) ma si legge microchirurgia genetica. Si tratta infatti di una tecnica di gene-editing che sfrutta un meccanismo scoperto nei batteri ma che permette di manipolare, in modo mirato, i genomi di piante, animali e colture cellulari.

Il cervello trasparente con Clarity
Nel panorama scientifico del 2013 abbiamo conosciuto anche una nuova tecnica di imaging, che ha permesso di rendere trasparente un organo come cervello, facilitandone lo studio. Per il momento limitata a piccole quantità di tessuto (come quello corrispondente al cervello di un topo).

Staminali da embrioni clonati
Utilizzando la tecnica analoga a quella usata per la clonazione della pecora Dolly i ricercatori guidati da guidati da Shoukhrat Mitalipov (tra gli scienziati dell’anno secondo Nature) sono riusciti a clonare degli embrioni umani e a utilizzarli come fonte di cellule staminali, dopo anni di tentativi.

I mini-organi
Come capire lo sviluppo, l’evoluzione di un organo, e soprattutto le malattie che lo colpiscono? Un approccio è riprodurre lo stesso organo in laboratorio, in scala, come hanno fatto i ricercatori dell’Istituto di biotecnologie di Vienna (Imba) ricreando un cervello in miniatura grazie alle cellule staminali.

L’origine dei raggi cosmici
Da dove vengono i raggi cosmici? Quest’anno, dopo un secolo dalla loro scoperta, uno studio ha mostrato che queste particelle energetiche originano dall’onda d’urto generata dall’esplosione di una supernova.

La fisiologia del sonno
Perché dormiamo? La ragione principale secondo i neuroscienziati che hanno risposto alla domanda è che con il sonno il cervello si ripulisce. Come? Espandendo dei canali tra i neuroni attraverso il cervello e aumentando il flusso del liquido cerebro-spinale, come hanno mostrato alcuni studi condotti sui topi. Così anche i metaboliti di scarto vengono allontanati.

Tutti i nostri microbi
Quest’anno la ricerca ha anche fatto passi avanti nel comprendere in che modo i nostri numerosi inquilini – i microbi che convivono con noi – contribuiscono al nostro stato di salute. Per esempio, degli scienziati hanno mostrato che alcune terapie per essere efficaci hanno bisogno dei batteri dell’intestino, visto che questi aiutano il sistema immunitario a rispondere al trattamento. O ancora, i ricercatori hanno scoperto come alcuni microrganismi rispetto ad altri migliorino il profilo metabolico nei topi obesi.

Il design dei vaccini
Quest’anno i ricercatori hanno anche dimostrato in che modo l’analisi strutturale delle configurazioni proteiche, dei meccanismi di legame tra anticorpi ai virus, e in generale delle molecole, può aiutare lo sviluppo di vaccini molto selettivi. Un caso è quello attualmente allo studio per il Virus respiratorio sinciziale umano.

La perovskite per le celle solari
Il 2013 per Science va ricordato infine anche per le innovazioni in campo tecnologico. In particolare per l’utilizzo dell’economica, facile da produrre, perovskite, in grado di convertire più del 15% dell’energia della luce solare in energia elettrica. Sebbene non ancora efficiente come le celle solar tradizionali al silicio le sue performance continuano a migliorare.

Via: Wired.it

Credits immagine: Valerie Altounian/Science