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Il platino che cura il cancro

Negli anni Sessanta il biofisico Barnett Rosenberg notò che le sue colture batteriche smettevano di dividersi quando erano poste all’interno di un campo elettrico. L’elettromagnetismo, però, non c’entrava: dagli elettrodi in platino che aveva usato si era formato un composto chimico che impediva la divisione cellulare. La scoperta consentirà di mettere a punto un chemioterapico essenziale, il cisplatino, usato oggi nelle terapie contro molti tumori solidi.

Della lista dei medicinali essenziali per l’umanità pubblicata dall’Organizzazione mondiale della sanità fa parte anche un farmaco dallo strano nome, il cisplatino: un chemioterapico oggi usato contro diversi tipi di cancro, da quello ai testicoli ai tumori cerebrali, ma la cui storia inizia con un’intuizione sbagliata e con un colpo di fortuna.

Gli esperimenti coi campi elettrici

 All’inizio degli anni Sessanta, Barnett Rosenberg era appena diventato professore di biofisica all’Università statale del Michigan, e aveva cominciato a interessarsi agli effetti dell’elettromagnetismo sulla divisione cellulare. Osservando, tramite un microscopio, i cromosomi migrare ai poli opposti della cellula durante la mitosi, allo scienziato venne in mente il modo in cui la limatura di ferro si dispone secondo le linee del campo magnetico che collegano i poli nord e sud di una calamita (dipolo magnetico). A sua volta, questa disposizione risultava molto simile a quella delle linee di forza di due cariche elettriche opposte (dipolo elettrico). Si trattava di una superficiale somiglianza, oppure la cellula, durante il processo di divisione, va incontro a qualcosa di simile rispetto a tali fenomeni?

Per scoprirlo, Rosenberg e il suo gruppo di ricerca decisero di far crescere colture di batteri del tipo Escherichia coli all’interno di un campo elettrico generato da due elettrodi. Si sarebbe dovuto trattare di un semplice test preparatorio, poiché il gruppo di scienziati intendeva successivamente studiare cellule di mammifero e non limitarsi ai batteri, tuttavia l’esperimento portò a una scoperta inaspettata. Immersi nel campo elettrico, i batteri smettevano di moltiplicarsi, e allo stesso tempo cominciavano a diventare più grandi. Non riuscendo più a dividersi, di fatto un singolo batterio poteva aumentare le proprie dimensioni anche di centinaia di volte. Interrompendo la corrente, il comportamento della coltura rientrava invece nella norma.

Anche se si trattava di semplici cellule batteriche, che vanno incontro a processi di replicazione nettamente più semplici rispetto a quelli di cellule animali o vegetali, l’osservazione del loro comportamento sotto l’azione del campo elettrico sembrava dimostrare che queste condizioni interferissero con la mitosi.

Vecchia molecola, nuovo effetto

 Fu in seguito necessario molto lavoro per comprendere che cosa fosse davvero successo in quelle colture di batteri, e dobbiamo infatti attendere il 1965 perché Rosenberg e i suoi stretti collaboratori, la microbiologa Loretta Van Camp e l’allora dottorando in chimica Thomas Krigas, pubblichino su Nature il loro primo articolo sugli esperimenti.

Gli scienziati avevano capito che non era la corrente, o almeno non in modo diretto, a interferire con la replicazione dei microrganismi. Durante l’esperimento, il platino degli elettrodi aveva reagito generando sostanze che bloccavano la riproduzione dei batteri, a causa di un processo detto di elettrolisi. Ci vollero anni per capire quali fossero precisamente quelle sostanze, e che la più potente era il cisplatino, una molecola formata da un atomo di platino legato a due molecole di ammoniaca e due atomi di cloro (il prefisso “cis” la distingue dal transplatino, che presenta una diversa organizzazione spaziale dei legami molecolari e che non ha invece effetti sulla mitosi).

Non si trattava di una molecola nuova: era stata descritta, di fatto, più di un secolo prima (nel 1844) dal medico italiano Michele Peyrone. Fino agli studi di Rosenberg, però, nessuno aveva intuito potesse avere questo effetto sulle cellule. Un effetto che, nel frattempo, gli scienziati avevano riscontrato anche in altre molecole utilizzate come chemioterapici per curare il cancro: ogni tumore, infatti, origina da una cellula “impazzita” che comincia a riprodursi in modo incontrollato, e uno dei modi per combatterlo è bloccarne la replicazione cellulare.

La lunga strada verso il farmaco

 Il passo successivo fu di sperimentare l’effetto del cisplatino negli animali. Il gruppo di Rosenberg usò inizialmente dei topi malati di sarcoma, un tipo di tumore del tessuto connettivo, ottenendo in molti casi la regressione della malattia. L’effetto del cisplatino fu confermato poi anche in altri tipi di tumori negli animali: ma avrebbe funzionato negli esseri umani?

Nonostante i primi risultati, alcuni scienziati dell’epoca si mostrarono scettici. E non senza ragione: il platino, infatti, è un cosiddetto metallo pesante, e i suoi composti sono molto tossici. Come per ogni farmaco, era necessario capire a fondo se, e di quanto, il rapporto tra possibili benefici ed effetti collaterali sarebbe stato positivo. Le sperimentazioni cliniche con i pazienti, avviate dal National Cancer Institute negli anni Settanta, confermarono le speranze di Rosenberg quando gli studi dell’oncologo statunitense Lawrence H. Einhorn dimostrarono che il cisplatino era particolarmente efficace nel trattamento del tumore al testicolo. Nel 1978 arrivò l’autorizzazione della Food and Drug Administration, l’ente regolatorio statunitense in materia di alimenti e di medicinali, per l’uso contro questa malattia.

Da allora il cisplatino, in combinazione con altri farmaci, ha permesso di ridurre molto la mortalità di questo tipo di tumore, che nella maggior parte dei casi è oggi curabile. E man mano che i risultati di altre sperimentazioni cliniche diventavano disponibili, il farmaco è stato autorizzato per curare anche molti altri tumori solidi.

Il platino che cura

Grazie a un po’ di immaginazione, un colpo di fortuna e, successivamente, tanto lavoro, l’umanità ha avuto accesso a un nuovo farmaco essenziale. Non si pensi, tuttavia, che le terapie a base di cisplatino siano rimaste le stesse da quarant’anni. Gli effetti collaterali non trascurabili del cisplatino hanno rappresentato da subito un problema per molti pazienti, e i ricercatori sono ancora oggi in cerca di terapie che siano meglio tollerate.

Nel corso degli anni sono stati approvati anche chemioterapici detti analoghi del cisplatino: molecole molto simili per quanto riguarda il meccanismo di azione, ma con una composizione un po’ diversa dall’originale e che offrono alcuni vantaggi. Tra queste, il carboplatino, che ha meno effetti collaterali ed è indicato, per esempio, per il tumore alle ovaie, e l’oxaliplatino, indicato soprattutto per il tumore al colon.

Altri analoghi sono ancora in via di sperimentazione, o sono in attesa di approvazione da parte delle agenzie regolatorie. È il caso del satraplatino, che, oltre a presentare effetti collaterali più contenuti, potrebbe essere assunto per bocca anziché attraverso infusione endovenosa, come invece necessario per il cisplatino e gli altri analoghi in uso.

Allo stesso tempo, gli scienziati stanno cercando di rendere le chemioterapie sempre più selettive (cioè più precise nel colpire solo il bersaglio designato) attraverso il cosiddetto drug delivery, il campo di ricerca che si occupa appunto di scoprire nuovi metodi per veicolare i principi attivi solo dove necessario. Un esempio? Nanocapsule capaci di riconoscere le cellule tumorali e rilasciare il farmaco al loro interno.

Stefano Dalla Casa Giornalista e comunicatore scientifico, si è formato all’Università di Bologna e alla Sissa di Trieste. Scrive su Wired Italia, Il Tascabile e altre testate. Collabora con Pikaia, il portale italiano dell’evoluzione, dalla sua fondazione. Ha scritto col pilota di rover marziani Paolo Bellutta il libro di divulgazione Autisti marziani (Chiavi di lettura Zanichelli, 2014) e ha curato molti dei libri usciti in seguito nella stessa collana.

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