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| Sul numero 13 della rivista Virtual si legge, alla pagina 35, un simpatico articolo di Philippe Quean, intitolato "Hype". Hype è il virus dell'inflazione verbale, dell'iperbole elogiativa, dell'esagerazione infondata. Dopo l'intervento di Hype, la comunità scientifica avverte la sgradevole sensazione di essere stata presa in giro. E' sempre più facile vantare i pregi di un prodotto o di un'applicazione, ed è sempre più difficile verificare come stiano le cose. Ciò non dipende dall'incertezza della ricerca o dalle difficoltà che gli scienziati incontrano nel corso delle indagini. Il male è più profondo, ed è legato alla natura umana: da sempre esistono imbroglioni che vendono la luna e creduloni che l'acquistano. Secondo Quean, anche i due medici Gallo e Montagnier, che si sono contesi per lungo tempo la scoperta del virus (reale) dell'AIDS sarebbero stati contaminati dal virus (metaforico) dell'Hype. L'opinione di Quean, pur se di un certo interesse, non convince molto. Probabilmente non sussiste alcun contagio, e ciascuno dei due scienziati ha sostenuto in buona fede, le proprie ragioni. D'altra parte, è inevitabile che scoperte che coinvolgono interessi miliardari siano legate ad illazioni e pettegolezzi. Resta comunque il fatto che, in un carosello di smentite, conferme ed equivoci, non abbiamo ancora elementi validi per stabilire chi dei due ricercatori abbia individuato per primo il virus dell'AIDS. Ciò non conta ai fini della conoscenza della malattia, ma imbarazza alquanto gli storici della medicina. La scure dell'Hype si è abbattuta anche sul nostro immunologo Fernando Aiuti, che a suo tempo definì l'AIDS "la peste del 2000". Per fortuna, i fatti hanno dimostrato che non è proprio così.  Fernando Aiuti Vi sono differenti Kary Mullis, che ha conseguito il premio Nobel per aver ideato e realizzato la PCR (acronimo anglosassone di reazione a catena della polimerasi). Con quest'invenzione Mullis ha apportato un contributo inestimabile a numerose discipline, fra cui la medicina, la biologia e la paleontologia. Per i suoi atteggiamenti anticonformisti, l'americano viene comunemente chiamato "lo scienziato hippy". Mullis ha fornito ampie prove della fondatezza di questa definizione nel corso di una conferenza, che tenne a Roma presso l'Accademia dei Lincei, proiettando ed illustrando una serie di diapositive. Mai era accaduta, nei saloni di una delle più prestigiose ed austere accademie del mondo, una cosa simile: i presenti ebbero modo di osservare sequenze di acidi nucleici e cromatogrammi di DNA, che si alternavano a fotografie di belle ragazze. A un certo punto, comparve l'immagine dello stesso Mullis, ritrattoche in mutande, ma con giacca, cravatta ed una lampadina finta sulla testa. Forse voleva esprimere modestia, anche se presentata in maniera non ortodossa, per via dell'influsso dell'Hype. Ciò nonostante, Mullis riesce simpatico. Di lampadine, non sopra ma dentro la testa, deve averne parecchie, vere e perfettamente funzionanti. Ha conseguito il dottorato in biochimica in California, all'Università di Berkeley, senza aver frequentato il corso di biologia molecolare. A questa disciplina aveva preferito l'astrofisica, pubblicando persino, sulla rivista Nature, un articolo sull'argomento. Marconi non era né fisico, né ingegnere; Pasteur non era medico. Forse, la mancanza di nozioni specifiche può essere di aiuto in un ambito che gli psicologi definiscono "ristrutturazione del campo cognitivo". Il fenomeno si verifica solo se il "campo" è relativamente vuoto. Poche nozioni, ma lampadina accesa, ossia intelligenza viva, pronta ad associare fenomeni che a prima vista non hanno alcuna relazione. Lo stesso Mullis, dopo aver formulato l'idea di come ricopiare all'infinito una molecola di acido nucleico, per prima cosa si domandò: "Ma è possibile che sia così semplice? E come mai nessuno ci ha pensato prima?" Proprio come l'uovo di Colombo. Ma Colombo aveva un solido bagaglio di nozioni geografiche, mentre Mullis afferma che all'epoca della scoperta della PCR possedeva solo conoscenze vaghe ed approssimative di biologia molecolare. Dobbiamo credergli? Forse a causa dell'Hype, Mullis ha infarcito il racconto della sua realizzazione di una serie di aneddoti, alcuni verosimili, altri un pò meno. La storia è interessante, e vale la pena di raccontarla. Il fatto si svolse nella California settentrionale, un venerdì sera dell'aprile 1983. Mullis, al volante della propria macchina, un'Honda Civic che non aveva mai perso un colpo, percorreva la strada statale 101 nel tratto che congiunge Berkeley a Mendocino, nei cui pressi il ricercatore possedeva un cottage che usava spesso per trascorrervi il weeck-end. Al suo fianco era seduta la fidanzata, Jennifer Bartlett, ricercatrice di chimica. Giunsero nei pressi di Cloverdale. La serpeggiante via di montagna, illuminata dalla luna, attraversava una regione ricca di boschi di sequoie: uno scenario incantevole, particolarmente adatto ad esercitazioni mentali di alto livello. "Qui - come Mullis ha raccontato in un articolo comparso sul n.ro 62 del periodico Le Scienze Quaderni - per un'improbabile combinazione di coincidenze, di ingenuità e di errori fortuiti, ebbi una specie di rivelazione: escogitai un processo che poteva produrre un numero illimitato di copie di geni". Si è del parere che lo scienziato hippy, nel ricordare la propria esperienza di inventore itinerante, abbia un pò forzato la mano, ispirandosi almeno in grandi linee a San Paolo. Le coincidenze sono molte, e suscitano qualche perplessità. La meteora della conoscenza ha attraversato l'animo dei due personaggi mentre percorrevano una strada, anche se Mullis andava in automobile, mentre venti secoli prima Saulo di Tarso, non potendo usufruire dei ritrovati della moderna tecnologia, era costretto a servirsi del cavallo. L'uno in prossimità di Cloverdale, l'altro sotto le mura di Damasco. In ambo i casi, un mezzo di locomozione, una strada, la vicinanza di una città ed un premio: rispettivamente, il Nobel e la santità. Nei confronti di San Paolo, che pare stesse da solo, l'americano vanta un punto in più: era con la fidanzata. Ma questa, forse per la stanchezza, forse per la compagnia non eccessivamente brillante, si era addormentata. Tutto sommato anche Mullis era solo, avendo la fortuna di avere al fianco una donna che, a causa del sonno, non parlava. Fu un bene: nel cervello del ricercatore cominciarono ad affiorare ricordi, a stabilirsi associazioni, a librarsi nucleotidi. Un'attività di indagine teorica che si visualizzava in sequenze di basi azotate, in enzimi, in filamenti di acidi nucleici. Un accidentato percorso intellettuale che l'indusse ad ipotizzare di essere vicino ad una scoperta importante, ad una svolta decisiva. "In realtà - scrisse più tardi - le svolte cui in quel momento badavo di più erano quelle della via di montagna che stavo percorrendo". "Di-vino alcool etilico, essenza di demonio - sostanza in cui l'idrogeno, l'ossigeno, il carbonio - non sono aridi simboli, ma con ridente gioco - son diventati anima, luce, sostanza, fuoco". Citiamo a memoria, dalla "Chimica in versi" di Cavalieri. Di questa luce e di questo fuoco si servì Mullis, non appena giunto al cottage. Stappò alcune bottiglie di Cabernet di Mendocino, bevve senza economia e si mise a tracciare formule e reazioni chimiche.
L'aurora lo sorprese in stato di semicoscienza. Anche se nutriva perplessità di carattere pratico, Mullis era felice: almeno sul piano dottrinario, tutto funzionava perfettamente. Le teorie dello scienziato hippy furono convalidate da una serie di prove, eseguite in laboratorio, che si conclusero con risultati entusiasmanti alla fine dell'83. Gli esperimenti furono facilitati dal fatto che per eseguirli si può impiegare un'attrezzatura abbastanza semplice: bastano poche provette, alcuni reagenti facilmente reperibili in commercio ed una fonte di calore. Uno dei primi amplificatori automatici di acido nucleico fu costruito in maniera artigianale nell'88 da Franco Rollo, che utilizzò una pompa centrifuga da pozzo, un paio di elettrovalvole provenienti da una vecchia lavabiancheria ed una pentola da cucina. Ai nostri giorni, a distanza di poco più di un decennio, Le pentole rappresentano un patetico, anche se romantico ricordo. le cose sono molto cambiate, e la tecnologia ha fatto passi da gigante, come si nota osservando tre moderni amplificatori di acidi nucleici. Per evidenti motivi, non è citato il nome della Ditta produttrice, ma soltanto il nostro codice di riferimento.
Mullis ha raccontato come è riuscito a formulare l'ipotesi della PCR in una serie di interviste - a nostro avviso, anche troppe - rilasciate ai giornali. Qui è intervenuto in misura massiccia l'Hype. Emerge infatti un quadro inquietante, ricco di elementi contraddittori. Ne citeremo uno, abbastanza significativo: durante la notte trascorsa al cottage il ricercatore, dopo aver fatto il pieno col cabernet, scriveva diagrammi su qualsiasi superficie disponibile (Scienza e Vita, novembre '94), era immerso nel sonno più profondo (Le Scienze, giugno '90) oppure, secondo l'avviso di qualsiasi persona di buon senso, si intratteneva piacevolmente con la fidanzata? Questo dubbio amletico sembra sia stato risolto dalla stessa Jennifer, che lasciò definitivamente Mullis, la sua casa ed il suo laboratorio. Lo scienziato avvertì il colpo, ed ora lamenta paticamente un abbandono, che ha sminuito il profumo dell'alba della PCR. I nostri venticinque lettori sanno che il patrimonio genetico di qualsiasi essere vivente consiste in una'ampia serie di dati, che si trasferiscono in maniera pressocchè immutabile da una generazione all'altra. La memoria che racchiude ciò di cui siamo costituiti è rappresentata dall'acido desossiribonucleico (DNA).  E' una legge generale della biologia: non esistono due soggetti identici perchè non esistono due DNA identici, fatta eccezione per i gemelli monocoriali. Ognuno di noi possiede un proprio DNA, in cui si riconoscono svariate caratteristiche specifiche. Dopo aver studiato un campione di DNA, potremo dire: "quest'acido nucleico appartiene a un animale (e non a un vegetale), a un vertebrato (e non a un invertebrato), a un mammifero (e non a un uccello), a un gatto (e non a un cane). Ed è proprio quello del nostro gatto di casa, che spesso ci viene incontro agitando la coda". Ciò è noto da parecchi anni, così come erano ben conosciuti diversi procedimenti che consentivano, pur se in maniera indaginosa e non sempre attendibile, di esaminare in dettaglio il DNA partendo da piccoli campioni di esso. Mullis ha superato e reso preistoriche queste metodiche, realizzando un sistema relativamente semplice, che consiste in una serie di fasi. In ciascuna di esse si realizza il raddoppio delle quantità di DNA che erano state prodotte nella fase precedente. Un matematico includerebbe tale fenomenologia fra le progressioni geometriche. Vien da pensare alla storiella dell'architetto francese, che avendo costruito una bellissima moschea chiese come compenso, al califfo che l'aveva commissionata, una grande scacchiera. La prima casella avrebbe dovuto contenere due granelli di sabbia, la seconda quattro, la terza otto e così via, fino all'ultima casella. "Tutto qui, soltanto sabbia? " - domandò sconcertato il califfo."Si, tutto qui" rispose con un sorriso mefistofelico l'architetto, e chiese licenza di ritirarsi. "E' proprio vero che il mondo è popolato di matti - pensò il califfo - abili, ingegnosi, geniali, ma pur sempre matti". E biascicando un paio di versetti del Corano andò a riposare. Poco dopo, come pizzicato da uno scorpione, saltò su dal tappeto dove era sdraiato. Figurandosi nel dormiveglia la quantità di sabbia che gli era stata richiesta, aveva realizzato che, pur possedendo una scacchiera di dimensioni planetarie, tutti i deserti del mondo non sarebbero stati sufficienti per riempirne le ultime caselle. Impensabile potenza dei numeri, o meglio dei numeri elevati a potenza, di cui stava per servirsi l'Hype per concretizzare un ignobile scherzo ai danni del califfo. Ma andò male perchè questi, avendo innato il senso della giustizia, punì severamente l'architetto. La reazione a catena della polimerasi si comporta alla stessa maniera dei granelli di sabbia: un evento esplosivo, una vera e propria bomba, assimilabile dal punto di vista dinamico a quelle termonucleari. Il sito internet della Biotech, da cui abbiamo tratto lo schema che compare qui sotto, contiene notizie interessanti ed aggiornate nell'ambito delle biotecnologie. E' opportuno ribadire il concetto secondo cui, ai fini del test, è sufficiente disporre di una quantità estremamente modesta di campione: in teoria, ne basterebbe una sola molecola.  - Il DNA da amplificare viene denaturato al calore, e precisamente alla temperatura di 94° - Avvenuta la denaturazione, ossia la separazione o melting delle due catene, la temperatura della miscela di reazione viene abbassata (37-55°). Si marcano quindi i confini del tratto di DNA da amplificare mediante ibridazione con due oligonucleotidi sintetici che si legano, rispettivamente, a ciascuno dei due filamenti del DNA stampo. Il processo di giunzione del nucleotide alla catena del DNA è detto dagli AA anglosassoni annealing. Oltre a delimitare esattamente la regione che deve essere amplificata, gli oligonucleotidi servono ad innescare la reazione di replicazione del DNA: per questo motivo, si chiamano anche iniziatori o primers. Infatti, ognuno di essi promuove la sintesi di una nuova molecola di DNA, che avviene a spese dei nucleotidi presenti nella miscela di reazione. Questa è catalizzata dalla DNA-polimerasi, che organizza un nuovo filamento di DNA, complementare alla sequenza che funge da stampo. - L’aggiunta delle sequenze dei nucleotidi, ossia la reazione di amplificazione vera e propria, avviene a 72°. A questa temperatura restano ibridizzati soltanto i primers perfettamente complementari (verifica dell’annealing), evitando l’amplificazione di frammenti poco specifici. Per operare a livelli termici così elevati, è indispensabile servirsi di enzimi particolarmente insensibili al calore. In genere, si impiega la Taq polimerasi, estratta da un germe che vive nelle sorgenti di acqua calda, il Thermophilus Aquaticus. La PCR è dunque un processo ciclico. Ogni ciclo (denaturazione, ibridazione e replicazione) raddoppia il numero delle molecole del DNA: iniziando da una sola molecola, dopo il primo ciclo ne avremo due, dopo il secondo quattro, con una progressione teoricamente infinita. Una volta amplificato, il DNA viene nuovamente denaturato, in modo da ottenere catene singole, che sono fatte ibridare con una sonda specifica, marcata con un radioisotopo o in altra maniera. L’avvenuta ibridazione indicherà la positività della prova, vale a dire che il filamento di DNA, a composizione nucleotidica ignota, è perfettamente complementare a quello della sonda, a composizione nucleotidica nota. Quindi, applicando le regole della complementarità delle basi azotate, possiamo ricavare la composizione nucleotidica del filamento di DNA amplificato. Di qui l'importanza della tecnica della PCR in ambiti particolari, come quello medico-legale. In una corrispndenza da Los Angeles, pubblicata ne L'Espresso del 1° marzo 1992, Lorenzo Soria ipotizza la scomparsa del Milite Ignoto ad opera dell'amplificazione del DNA. Non è fantascienza, ma realtà dei nostri giorni. La guerra del Golfo non è stata soltanto un importante banco di prova per una nuova generazione di armamenti, ma rappresenta la consacrazione, in termini operativi, della PCR. La reazione è servita infatti per identificare alcune salme di marines, che erano rimasti talmente sfigurati dalle esplosioni delle granate che non era stato possibile prenderne in esame la dentatura e le impronte digitali. Recentemente, il Pentagono ha deciso di creare una gigantesca banca di dati, contenente le caratteristiche del DNA di un milione e mezzo di militari, ossia lo schema genetico, o "blue print" di queste persone. A tale scopo, è stato istituito il DNA Identification Laboratory delle forze armate USA, diretto dal maggiore Victor Weeden. L'Hype indossa quindi la tuta mimetica, e dalla torretta di un mezzo corazzato controlla, provette alla mano, che alle vittime delle operazioni belliche siano garantite le generalità. Lo Zio Sam vigila su tutto, compreso il genoma dei soldati.  Le modalità di schedatura biochimica ora descritte, che potrebbero coinvolgere in futuro altri gruppi di popolazione, quali ad esempio i detenuti, sono state considerate da alcuni scienziati come un vero e proprio attacco alla privacy: di qui noiose ed estenuanti polemiche, tuttora in pieno svolgimento. Ricorderemo comunque che la scienza e la tecnologia non posseggono intrinseci contenuti etici, ma li acquisiscono, nel bene o nel male, in funzione del contesto in cui vengono realizzati. Nel caso particolare della PCR, il bene può essere rappresentato dal fatto che oggi, per merito suo, siamo in grado di identificare un agente patogeno non appena esso è giunto a contatto con il nostro organismo. Ciò significa che abbiamo l'opportunità di formulare una ipotesi diagnostica molto prima che siano presenti i segni clinici di una malattia. Con questa considerazione chiudiamo la breve storia di Mullis, della PCR e delle sue applicazioni, augurandoci che i termini entusiastici con cui ci siamo espressi non siano, a loro volta, un preoccupante sintomo di contagio da virus Hype. Da un articolo del dott. ElioRossi, pubblicato su Il Progresso Medico 51:94, 1995 |
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