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La scienza della serendipità
Nell'era della progettazione dei farmaci assistita da computer, molti ritengono che le scoperte fortuite delle scienze naturali e della medicina appartengano al passato. Tuttavia, per fortuna, non è così.
Tuttora, le osservazioni casuali e gli insuccessi imprevisti aprono strade completamente nuove verso innovazioni rivoluzionarie. Il mondo scientifico definisce queste scoperte fortuite con uno speciale termine: “serendipità”. Il termine deriva da una favola orientale. Nei loro avventurosi viaggi, tre principi di Serendip – antico nome dello Sri Lanka – hanno continuamente scoperto cose che non cercavano. La serendipità, tuttavia, va oltre la pura coincidenza perché solo chi riconosce un'opportunità può trasformare sorprese in scoperte. I seguenti ricercatori hanno lavorato nei rispettivi campi per anni e, pertanto, sono stati in grado di apprezzare il valore della casualità. Il loro particolare talento è stato la capacità di riconoscere la serendipità e metterla a frutto.
Raggi X – uno strano bagliore
Un singolo evento può essere decisivo e una serie di scoperte importanti può essere legata a una data particolare o persino a una particolare ora del giorno. Così è accaduto al fisico Wilhelm Conrad Röntgen, che la sera dell'8 novembre 1895, stava svolgendo un esperimento con un tubo di Crookes (un tubo al quale è applicato il vuoto dove i raggi catodici si propagano in modo rettilineo in assenza di campo magnetico) all'Università di Würzburg, Germania. Applicata tensione, un foglio fluorescente casualmente presente nella camera oscura improvvisamente ha iniziato a emettere un bagliore. Röntgen ha cercato di eliminare quel fastidioso bagliore con un cartoncino nero, inutilmente. Presto si è reso conto che alcuni materiali, come osso e metallo, erano meno permeabili ai “raggi X”, mentre il piombo li bloccava completamente. Usando una lastra fotografica posizionata dietro la mano di sua moglie, è riuscito a riprodurre i suoi tessuti interni, una delle prime radiografie mai realizzata. La scoperta fortuita e, successivamente, l'approfondito studio dei raggi X hanno valso a Röntgen il Nobel per la fisica nel 1901.
FIG. 1: La proliferazione batterica viene inibita con farmaco antimicrobico. Il principio e il primo farmaco antimicrobico, la penicillina, sono stati scoperti da Alexander Fleming nel 1928.
Penicillina – un coperchio dimenticato
La ricerca del microbiologo scozzese Alexander Fleming è stata segnata dalle esperienze da lui vissute durante la Prima guerra mondiale. Erano morti più soldati in trincea a causa di infezioni che a causa di ferite riportate in battaglia. La scoperta rivoluzionaria di una cura è stata una coincidenza. Partendo per le vacanze estive nell'agosto del 1928, Fleming dimenticò di chiudere le piastre di Petri con i suoi stafilococchi. Rientrato in laboratorio al St Mary’s Hospital di Londra il 28 settembre, notò che era cresciuta muffa su una delle piastre. Ma ogniqualvolta il fungo era venuto a contatto con gli stafilococchi, i batteri erano scomparsi. Flemming coltivò il fungo e scoprì che secerneva un veleno antibatterico. Trascorse, però, più di un decennio prima che quel veleno, divenuto successivamente noto come penicillina, fosse prodotto in quantità tali da poterlo utilizzare come antibiotico. Fleming, che assieme ad altri due micribiologi fu insignito del Nobel nel 1946, rimase modesto per tutta la vita. Interrogato sulla sua grande scoperta, soleva rispondere: “La natura lo ha creato. Io ci sono solo inciampato per caso”.
Impronta genetica – uno "stemma" di famiglia
Il 10 settembre 1984, nel suo laboratorio all'Università di Leicester, in Gran Bretagna, il biochimico Alec John Jeffreys stava proseguendo la sua ricerca sul cosiddetto DNA minisatellite. I mini-
satelliti sono tratti del genoma umano consistenti in ripetizioni variabili di una breve sequenza di DNA. Jeffreys, esaminando i campioni di sangue di diversi membri di una stessa famiglia, posti uno accanto all'altro, notò che era possibile assegnare singolarmente le immagini del DNA minisatellite a ogni persona come un codice a barre. Anche i rapporti di parentela erano visibili: quanto più vi era concordanza, tanto più stretto era il rapporto. Jeffreys comprese immediatamente l'importanza della scoperta. Aveva individuato quella che ora chiamiamo impronta genetica. Oggi è impossibile immaginare che vengano svolte indagini di polizia o test di paternità senza l'analisi genetica dei profili del DNA.
Inibitori del PDE-5 – effetti collaterali imprevisti
Nel 1989, due ricercatori britannici, Peter Ellis e Nick Terret stavano studiando un farmaco per prevenire infarti e altri disturbi cardiovascolari. La loro attenzione si era fermata soprattutto sul principio attivo e vasodilatatore sildenafil. Dopo due anni di studio, l'efficacia del sildenafil sulle patologie coronariche non era ancora dimostrabile, ma il farmaco produceva un effetto collaterale imprevisto: i partecipanti di sesso maschile avevano più erezioni, e le erezioni erano persistenti. Il sildenafil aveva inibito l'enzima fosfodiesterasi-5 (PDE-5) e la concentrazione del messaggero secondario cGMP nel tessuto erettile del pene rimaneva elevata, il che portava alla dilatazione dei vasi producendo erezioni impreviste e perduranti. Era dunque possibile trattare farmaceuticamente una delle cause note più comuni di disfunzione erettile, ovverosia la costrizione dei vasi sanguigni con insufficiente irrorazione nnl pene. Oggi, l'effetto collaterale scoperto fortuitamente ha reso gli inibitori del PDE-5 uno dei farmaci più usati al mondo.
Emangioma – una riduzione improvvisa
La voglia morbida, rosso chiaro, sul naso del neonato era cresciuta rapidamente e stava già iniziando a premere sulla trachea del piccolo. L'emangioma è un nodulo di vasi sanguigni in eccesso a livello cutaneo e, sebbene nel 2007 la pediatra Christine Léauté Labrèze del Centro ospedaliero universitario di Bordeaux avesse cominciato un trattamento con corticosteroidi sistemici, la terapia non aveva avuto successo. Per di più, a tre mesi, il piccolo aveva anche sviluppato un grave disturbo al muscolo cardiaco, ragion per cui si era iniziata una terapia con propanololo meta-bloccante. Qualche giorno dopo successe un evento completamente inatteso: la co-
spicua escrescenza cambiò colore da rosso a viola e diventò più morbida. Nell'arco di poche settimane iniziò a ridursi. Al momento della sospensione del beta-bloccante all'età di 14 mesi, l'emangioma era quasi completamente scomparso. Altri nove bambini con emangiomi facciali problematici furono presto curati nello stesso modo. Per i medici, per i genitori, ma soprattutto per migliaia di bambini, quest'osservazione casuale fatta nel sud della Francia può essere descritta solo come un grande colpo di fortuna.
Megavirus – "beccati" al setaccio batterico
Nel 2003, in una clinica britannica, Didier Raoult, biologo dell'Université de la Méditerranée di Marsiglia, non stava conducendo una ricerca sui virus, bensì su uno speciale generi di batteri, la Legionella. Esaminando il contenuto di un filtro batterico più da vicino, Raoult scoprì virus giganti prima sconosciuti, un'osservazione che avrebbe completamente stravolto alcune idee esistenti sui virus. Lunghi 0,4 µm e contenenti circa 900 geni, erano non solo notevolmente più grandi di tutti i virus noti, più grandi persino di molti batteri, ma anche una sorta di organismo ibrido con la capacità di produrre proteine. Questi micro-organismi giganti erano già stati individuati da alcuni ricercatori negli anni Novanta, ma all'epoca si era pensato che fossero nuove specie batteriche. Didier Raoult non solo scoprì gli organismi, ma li identificò anche come megavirus. Da allora, è stato descritto un intero spettro di megavirus addirittura più grandi. Il loro studio indica che la linea di demarcazione tra virus e batteri, tra organismi senza vita e organismi vivi, non è più così netta. Del tutto casualmente, si è aperto un capitolo completamente nuovo della virologia.
Riferimenti bibliografici 1 Meckel M, Rettig D: Serendipity. Wer nicht sucht, der findet. Kein & Aber 2018.
