A tre ricercatori che hanno chiarito come "respirano" le cellule il Premio Nobel per la Medicina 2019. Conoscere in che modo "i livelli di ossigeno influenzano il metabolismo cellulare e le funzioni fisiologiche, ha spianato la strada a nuove promettenti strategie per combattere l’anemia, il cancro e molte altre malattie", come l’infarto cardiaco e le ischemie cerebrali.

Questa la motivazione che ha portato alla vittoria l’inglese Peter J. Ratcliffe, 65 anni, dell’università di Oxford, e gli statunitensi William G. Kaelin, 62, dell’università di Harvard, e Gregg L. Semenza, 63, dell’università Johns Hopkins di Baltimora. È facile comprendere come gli animali e l’uomo abbiano bisogno di ossigeno per trasformare il cibo in energia, ma se per la vita «l’importanza fondamentale dell’ossigeno è nota da secoli, il modo in cui le cellule si adattano ai cambiamento dei livelli di ossigeno è rimasto per molto tempo misterioso», recita ancora la motivazione del Karolinska Istitutet di Stoccolma. Kaelin, Ratcliffe e Semenza sono riusciti a spiegarlo.

Il rilevamento delle concentrazioni di ossigeno permette alle nostre cellule di adattare il loro metabolismo a differenti condizioni, come accade nei muscoli durante l’attività fisica o ad alte quote. Rilevare l’ossigeno consente alle cellule di "comandare" anche altri processi di vitale importanza per l’organismo: la produzione di globuli rossi (le cellule del sangue deputate al trasporto dell’ossigeno nel corpo), la generazione di nuovi vasi sanguigni per incrementare il flusso ematico, il buon funzionamento del sistema immunitario. Fondamentale poi il ruolo che i rilevatori della concentrazione di ossigeno svolgono durante lo sviluppo fetale per guidare la normale formazione dei vasi sanguigni e della placenta.

Tali "sensori" cellulari sono importanti anche in situazioni patologiche nel determinare l’evoluzione della malattia. I pazienti con insufficienza renale cronica, ad esempio, soffrono spesso di anemia grave a causa della ridotta espressione di eritropoietina, un ormone prodotto dalle cellule renali ed essenziale per controllare la sintesi dei globuli rossi. La sua funzione è stata indagata in particolare da due dei vincitori, il nefrologo Ratcliffe e il biologo Semenza, e i loro studi hanno aperto nuove prospettive terapeutiche in questo ambito.

La macchina cellulare regola-ossigeno ha poi un ruolo chiave nel cancro, come ha dimostrato l’altro vincitore, l’oncologo Kaelin. I tumori infatti la "sfruttano" per stimolare la formazione di nuovi vasi sanguigni (angiogenesi) che servono per nutrire e far crescere la neoplasia, e la usano inoltre a proprio vantaggio per rimodellare il metabolismo delle cellule cancerogene in modo da proliferare più efficacemente.

La ricaduta pratica è evidente. Grazie agli esperimenti in parte già in atto in molti laboratori scientifici, sarà possibile sviluppare farmaci in grado di interferire con i diversi stati patologici, accendendo o spegnendo l’interruttore di rilevamento dell’ossigeno in modo da favorirne o bloccarne l’afflusso cellulare in funzione di ciò che si vuole ottenere per la terapia. Una prospettiva che consentirà di ottenere risultati migliori di quelli attuali contro gravi malattie, come il cancro, l’infarto cardiaco, l’insufficienza renale e l’ictus.
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