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Fuori dal coro

CAMBRIDGE – Nel periodo del post dottorato, che seguì agli studi universitari nel 1974, ebbi l'immensa fortuna di diventare membro dell'équipe di Judah Folkman, biologo della Harvard Medical School. Il dottor Folkman sosteneva la possibilità di arrestare la progressione dei tumori sopprimendo la fonte del loro nutrimento. Secondo la sua teoria, i tumori rilasciano una sostanza, denominata fattore di angiogenesi tumorale, che stimola la crescita dei vasi sanguigni in direzione della neoplasia, con la funzione di apportarle nutrimento ed eliminare le sostanze di scarto. Secondo Folkman, tale processo, detto angiogenesi, era cruciale per la sopravvivenza del tumore.

Questa teoria si poneva in netto contrasto con il pensiero prevalente nella comunità scientifica. Per gli scienziati incaricati di valutare i progetti di ricerca di Folkman, la vascolarizzazione non era altro che il risultato di un processo infiammatorio. Folkman, però, non si diede per vinto e alla fine dimostrò che tali sostanze chimiche esistono realmente. Oggi, circa quarant'anni dopo, si calcola che più di dieci milioni di persone affette da patologie neovascolari, come la degenerazione maculare e varie forme di cancro, si sono potute curare grazie alla sua scoperta.

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Un'esperienza simile capitò anche a me nel periodo in cui, lavorando nel laboratorio di Folkman, studiavo il modo per isolare i primi inibitori della crescita dei vasi sanguigni (che erano sostanze ad alto peso molecolare). Tale compito richiedeva lo sviluppo di un dosaggio biologico che consentisse di osservare l'inibizione della crescita dei vasi sanguigni in presenza di tumori.

Dal momento che i tumori impiegano diversi mesi per crescere, era necessario sviluppare dei sistemi biocompatibili in grado di rilasciare nel corpo proteine e altre sostanze ad alto peso molecolare in modo lento e costante, cosa ritenuta impossibile dagli scienziati. Dopo due anni di lavoro, però, riuscii a scoprire che era possibile modificare alcuni tipi di polimeri in modo da ottenere un rilascio di molecole di qualunque grandezza nell'arco di un periodo di cento giorni.

Per diversi anni, molti dei più autorevoli chimici e ingegneri del settore hanno sostenuto che il nostro lavoro partiva da presupposti sbagliati, e questo feedback negativo ha avuto pesanti ripercussioni sulla mia capacità di ottenere finanziamenti e incarichi universitari (soprattutto data la natura interdisciplinare del lavoro, che lo rendeva difficile da associare a un singolo dipartimento). Tuttavia, neanche io mi sono mai arreso e, passo dopo passo, ho affrontato tutta una serie di questioni fondamentali, come la biocompatibilità, la fabbricazione, la riproducibilità del rilascio e la bioattività. Oggi, grazie a sistemi basati su questi principi, si è riusciti a curare più di venti milioni di persone.

Un altro aspetto su cui mi concentrai allora fu la creazione di nuovi materiali polimerici. Lavorando in ospedale, vedevo che quasi tutti i polimeri utilizzati per scopi medici erano ricavati da oggetti di uso domestico. Il materiale dei busti femminili, ad esempio, era utilizzato nei cuori artificiali per via della sua capacità di mantenersi flessibile nel tempo. I polimeri delle imbottiture per materassi, invece, erano utilizzati nelle protesi mammarie. Tale approccio, però, causava spesso problemi. Nel caso dei cuori artificiali, ad esempio, c'era il rischio che il contatto del sangue con il materiale desse luogo a dei coaguli, che potevano provocare ictus o addirittura la morte.

Fu così che cominciai a pensare a delle alternative ai materiali di uso quotidiano. Ero convinto che, adottando un approccio di ingegneristico, e domandandosi quali caratteristiche dovesse avere un biomateriale dal punto di vista dell'ingegneria, della chimica e della biologia, i ricercatori sarebbero poi riusciti a sintetizzare i materiali partendo dai principi primi.

Come prova di principio, decidemmo di sintetizzare una nuova famiglia di polimeri biodegradabili, le polianidridi, per uso medico. Il primo passo fu quello di selezionare monomeri - i mattoncini che formano il polimero - che risultassero sicuri per il corpo umano. In seguito, sintetizzammo questi polimeri e scoprimmo che, modificandone la composizione, potevamo farli durare nel corpo per un periodo compreso tra alcuni giorni e alcuni anni.

Con Henry Brem, ora capo del dipartimento di neurochirurgia presso il Johns Hopkins Hospital, ritenevamo di poter usare questi polimeri per il rilascio di farmaci a livello locale nel trattamento del cancro al cervello. Per portare avanti questa ricerca, però, servivano fondi, e così inviai richieste di finanziamenti a varie agenzie governative, affinché fossero valutate da altri professori. I loro commenti furono sempre molto negativi.

Alla nostra prima richiesta di finanziamento, presentata nel 1981, la commissione di valutazione rispose che non saremmo mai riusciti a sintetizzare dei polimeri. Si dava il caso, però, che uno dei miei studenti laureati vi fosse riuscito mentre lavorava alla sua tesi di dottorato. Forti di questo, ripresentammo la proposta, ma solo per sentirci dire che la sovvenzione non poteva essere concessa perché i polimeri avrebbero reagito a qualunque farmaco somministrato.

Diversi ricercatori del nostro laboratorio dimostrarono, invece, che non vi era alcuna reazione. Allora, chiedemmo di riesaminare la richiesta, ma di nuovo la commissione la rimandò indietro dicendo che i polimeri erano fragili e a rischio di rottura. Grazie a due ricercatori, anche questo problema fu risolto. Il progetto modificato venne ripresentato, ma la ragione dell'ennesimo rifiuto fu che non era sicuro testare nuovi polimeri su animali o persone. Un altro studente riuscì a dimostrare che i polimeri erano sicuri.

Il botta e risposta con la commissione di valutazione andò avanti a lungo, finché, nel 1996, la Food and Drug Administration non riconobbe ufficialmente questa terapia, la prima cura sperimentale per il cancro al cervello approvata in più di vent'anni. Il riconoscimento della chemioterapia locale a base di polimeri segnò una svolta nel settore dei farmaci a rilascio, contribuendo ad aprire la strada a stent medicati e ad altri sistemi di rilascio locale.

Qualcosa di simile accadde negli anni Ottanta, quando io e Jay Vacanti, chirurgo del Massachusetts General Hospital, pensammo di combinare scaffold tridimensionali in materiali polimerici sintetici con delle cellule al fine di creare nuovi tessuti e organi. Ancora una volta, l'idea fu accolta con grande scetticismo, e fu estremamente difficile ottenere finanziamenti statali. Oggi, questo concetto è diventato una pietra miliare dell'ingegneria dei tessuti e della medicina rigenerativa, e ha già consentito la creazione di pelle artificiale per pazienti con ustioni o ulcere cutanee. La nostra speranza è che, un giorno, possa portare alla creazione di molti altri tessuti e organi.

La mia esperienza non è certo un caso isolato. Altri scienziati, nel corso della storia, hanno spesso dovuto lottare contro il pensiero prevalente per vedere riconosciuto il proprio lavoro. Nell'epoca attuale, basti pensare alla scoperta dei prioni di Stanley Prusiner, all’individuazione del legame tra ulcera peptica e batteri da parte di Barry Marshall e Robin Warren, o all’identificazione della struttura dei quasicristalli da parte di Dan Shechtman (tutti questi studiosi hanno ricevuto il premio Nobel per la ricerca).

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La lezione è semplice da capire, benché difficile da imparare: non bisogna credere a tutto quello che si legge, occorre essere disposti a sfidare i dogmi, e ad accettare il rischio di essere penalizzati nella carriera, almeno per un periodo, pur essendo nel giusto. Ma i frutti delle scoperte scientifiche valgono qualunque sacrificio: la tecnologia avanza, e il mondo può diventare un luogo migliore anche grazie a essa.

Traduzione di Federica Frasca