In Italia il 'super microscopio' da Nobel, abita a Milano

Il Nobel per la Chimica 2017 'abita' in un seminterrato di Milano, Torre N del Dipartimento di bioscienze dell'università Statale. Via Celoria angolo via Golgi, il cuore di Città Studi. E' qui, in una sorta di bunker costruito ad hoc, che si trova l'unico esemplare italiano di crio-microscopio elettronico, lo strumento frutto delle ricerche di Jacques Dubochet, Joachim Frank e Richard Henderson, 'incoronati' oggi a Stoccolma. Un'arma hi-tech per disegnare nuovi super farmaci, pallottole intelligenti in grado di colpire il loro bersaglio con precisione atomica. Lo spiega all'AdnKronos Salute Martino Bolognesi, ordinario di Biochimica all'università degli Studi meneghina e direttore del Laboratorio di crio-microscopia elettronica Cryo Em Lab.

Il super macchinario da 3 milioni di euro è operativo nel capoluogo lombardo da fine giugno, grazie a un co-finanziamento della Fondazione Invernizzi (al 50% con l'ateneo) scesa in campo per il ruolo strategico che l'apparecchiatura riveste nell'ambito delle attività del Centro di ricerca pediatrica della Statale, il Centro 'Romeo ed Enrica Invernizzi' su cui la Fondazione ha scelto di investire 12 mln in 5 anni. Il polo taglia il traguardo del primo anno di attività e gli esperti faranno il punto il 12 ottobre all'ospedale Sacco.

Tre tonnellate di peso per creare un ambiente stabile attorno a 200 kilovolt di elettroni, che atomo per atomo scandagliano la materia per resistituire agli scienziati la struttura tridimensionale di macromolecole biologiche come il Dna, l'Rna o le proteine. I mattoni della vita. "La microscopia elettronica esisteva da tanto tempo - precisa Bolognesi - ma le scoperte di Dubochet, Frank ed Henderson hanno permesso di svilupparne una versione compatibile con la fragilità di strutture che difficilmente resisterebbero all'impatto con gli elettroni". L'intuizione è riassunta nella parola crio: uno 'scudo freddo' protegge le macromolecole dall'urto del raggio elettronico e il microscopio le analizza nel profondo. Lo sguardo del ricercatore può così spingersi fin dentro l'ultima molecola.

Ma come si sono divisi il lavoro i 3 vincitori del Nobel? Dubochet, lo svizzero, riferisce Bolognesi, "ha sviluppato tecniche per congelare le macromolecole biologiche in azoto liquido, a -170°C, perché a queste temperature il danno da parte dagli elettroni è più contenuto grazie a un meccanismo di crioprotezione". Henderson, il britannico, "ha sviluppato la teoria che permette di risalire dalle immagini del microscopio alla struttura in 3D della macromolecola. Possiamo dire che è il più teorico del 'trio' e che ci ha sempre creduto, dimostrando una visione molto lungimirante. 'Ci arriveremo', ripeteva convinto", e la storia gli ha dato ragione. Infine Frank, l'americano: "Ha sempre applicato le tecniche più avanzate di microscopia elettronica sul campo, per lo studio delle molecole biologiche e in particolare del ribosoma", la 'fabbrica delle proteine'.

La crio-microscopia elettronica è una tecnologia giovane, "un metodo di studio che ha 3 anni di vita - sottolinea il biochimico milanese - Le applicazioni sono innumerevoli", nel campo della ricerca di base con importanti ripercussioni su quella clinica. "L'applicazione più immediata è la progettazione di farmaci: tantissime proteine di membrana", gli 'interruttori' che si trovano sulla superficie delle cellule, che "rappresentano il 30-40% dei target farmacologici e che stanno diventando sempre più un bersaglio preferenziale - evidenzia Bolognesi - sono difficilmente studiabili con altri metodi, mentre con questo sono a portata di mano".

Ma non è tutto. Il super microscopio è un alleato prezioso nella lotta a nemici invisibili come i virus. "E' grazie a questo strumento - ricorda infatti il docente - che nei mesi scorsi si è potuta ricostruire per intero la struttura tridimensionale di Zika. E' stata la crio-microscopia a renderlo possibile".

Trovare una casa adatta al super microscopio dell'università degli Studi non è stato facile. "L'installazione ha richiesto 3 mesi - racconta Bolognesi - e prima anche la scelta della 'location' ha richiesto del tempo. Quando si trattava di decidere dove mettere questo strumento abbiamo dovuto fare addirittura dei rilievi sismologici, perché per ospitarlo serve un luogo molto particolare: per esempio deve trovarsi ad almeno 500 metri dal passaggio di una linea di tram o di metropolitana, non ci devono essere ascensori vicini e bisogna rispettare tutta un'altra serie di requisiti stringenti". Tutto per non 'disturbare' il lavoro degli elettroni.

Alla Statale hanno ben chiaro in mente come ricavare il meglio dal crio-microscopio 'da Nobel'. "Lo utilizzeremo innanzitutto per attività di 'drug design' - conclude il biochimico - ossia andremo a studiare complessi macromolecolari che possano avere un'applicazione nella cura delle malattie; ne analizzeremo la struttura e per capirne i meccanismi. Ma ci occuperemo anche di scienza di base, sempre nell'ottica di una potenziale futura applicazione clinica". La ricerca che cura.