L’evoluzione degli anticorpi e lo sviluppo di nuovi farmaci
Tre Nobel per la Chimica, c’è una donna. Il britannico Winter e il sistema immunitario umano-sintetico
Il premio Nobel per la Chimica è stato assegnato a due scienziati statunitensi, Frances Arnold e George Smith, e a un ricercatore inglese, Gregory P. Winter. I tre «hanno preso il controllo dell’evoluzione e hanno usato gli stessi principi — il cambiamento genetico e la selezione — per sviluppare proteine che risolvono i problemi chimici dell’umanità» spiega l’accademia svedese. Arnold è la quinta donna ad avere conquistato il riconoscimento, ha condotto l’evoluzione controllata degli enzimi. Smith e Winter si sono distinti per la scoperta dell’attività batteriofaga dei peptidi e degli anticorpi.
Le ricerche dei tre vincitori del Premio Nobel 2018 per la Chimica si sono ispirate ai principi dell’evoluzione biologica della selezione naturale, ricostruendo in provetta processi di evoluzione molecolare. Il caso della evoluzione molecolare degli anticorpi, per il quale è stato premiato Gregory Winter, artefice della cosiddetta «antibody revolution», è particolarmente istruttivo. Il sistema immunitario umano, che ci difende dalle infezioni, genera un repertorio di miliardi di anticorpi differenti, capaci di riconoscere un universo chimico vastissimo, virtualmente illimitato. Quando un anticorpo viene in contatto con un antigene, il linfocita comincia a proliferare e il gene che codifica quell’anticorpo va incontro a mutazioni che ne aumentano la capacità di legare l’antigene stesso. Il risultato è la selezione di un clone di cellule che sintetizzano un anticorpo migliore, un meccanismo tipicamente darwiniano.
Winter ha costruito un sistema immunitario umano sintetico, utilizzando piccoli virus sintetici che infettano cellule batteriche, in modo che ogni particella virale esponga sulla superficie un anticorpo, e contenga il gene che lo codifica. La collezione di miliardi di virus costituisce una biblioteca universale, un vero e proprio sistema immunitario umano sintetico, racchiuso in una minuscola goccia. Metodi di evoluzione molecolare permettono di selezionare da queste biblioteche anticorpi à la carte, «proiettili magici» molecolari che puntano selettivamente al bersaglio terapeutico. Questi sistemi immunitari sintetici hanno grandemente accelerato lo sviluppo di nuovi farmaci.
Nel 2003 è stato lanciato Humira (adalimumab), il primo farmaco isolato dalle librerie immunitarie sintetiche di Greg Winter, per il trattamento dell’artrite reumatoide. Oggi sono più di 60 gli anticorpi umani terapeutici per il trattamento di numerose patologie, oncologiche, infiammatorie, virali. Gli anticorpi costituiscono oltre un terzo di tutti i nuovi farmaci immessi sul mercato. Le biblioteche immunitarie sintetiche costituiscono una sorgente inesauribile di nuove opportunità.
* Scuola Normale Superiore
Selezione naturale
Le ricerche dei vincitori sono ispirate alla selezione naturale: ricostruiti in provetta i processi di evoluzione molecolare