Il 9 aprile 1982, una pubblicazione scientifica sulla rivista Science modificò radicalmente la nostra comprensione delle malattie infettive. Il dottor Stanley Prusiner, allora all’Università della California, a San Francisco, presentò le prove che una malattia poteva essere causata non da un virus o da un batterio, ma da una proteina infettiva. Questa scoperta ha messo in discussione le basi stesse della biologia molecolare e ha fatto conoscere al mondo il prione.
The Mystery of the “Slow Virus”
Per decenni, gli scienziati sono rimasti sconcertati da un gruppo di disturbi degenerativi del cervello che condividevano sorprendenti somiglianze. Questi includevano:
– Scrapie: una malattia mortale che colpisce pecore e capre.
– Kuru: un disturbo devastante osservato nella tribù Fore della Papua Nuova Guinea.
– Malattia di Creutzfeldt-Jakob (CJD): un disturbo implacabile del cervello umano.
Al microscopio, il tessuto cerebrale delle vittime di queste malattie appariva notevolmente simile, crivellato di minuscoli fori che conferivano all’organo un aspetto “spongiforme” o simile a una spugna.
Poiché queste malattie progredivano lentamente e non presentavano i segni tipici dell’infezione, come la febbre o l’attivazione del sistema immunitario, gli scienziati originariamente le classificarono come “virus lenti”. Tuttavia rimaneva un enorme divario logico: se queste malattie fossero causate da virus, dovrebbero contenere acidi nucleici (DNA o RNA). Inoltre, il fatto che alcuni casi sembrassero essere familiari suggerisce una componente genetica che non si allinea con la trasmissione virale standard.
Challenging the “Central Dogma”
La svolta è arrivata quando Prusiner ha orientato la sua ricerca dalla CJD alla scrapie, spinto dai risultati del radiobiologo Tikvah Alper. Alper aveva dimostrato che la scrapie poteva ancora essere trasmessa anche dopo che i tessuti erano stati trattati con luce ultravioletta, un processo che distrugge il DNA.
Questa osservazione suggeriva che l’agente infettivo fosse completamente privo di materiale genetico. Attraverso una rigorosa sperimentazione utilizzando criceti (che hanno accelerato la progressione della malattia per lo studio), Prusiner ha isolato il colpevole. Dimostrò che l’agente infettivo era una proteina, che chiamò “prione”.
Questa era un’affermazione rivoluzionaria perché contraddiceva il “dogma centrale” della biologia molecolare. Il dogma centrale presuppone che l’informazione fluisca dal DNA all’RNA alle proteine; l’idea che una proteina da sola potesse agire come un agente infettivo – essenzialmente “codificando” per la propria replicazione costringendo le proteine sane a ripiegarsi male – sembrava impossibile per l’establishment scientifico dell’epoca.
Come funzionano i prioni: una reazione a catena di misfolding
Lo scetticismo che circondava il lavoro di Prusiner alla fine lasciò il posto a prove schiaccianti. Nel corso dei successivi 15 anni, i ricercatori hanno mappato il meccanismo della malattia da prioni:
- Cambiamento conformazionale: i prioni sono proteine che si sono ripiegate in una forma anormale e patologica.
- Infezione guidata dal modello: quando un prione incontra una versione sana della stessa proteina, agisce come un modello, costringendo la proteina sana a “capovolgersi” nella forma malata.
- Resistenza: A differenza della maggior parte delle proteine, i prioni sono incredibilmente resistenti e resistono alla degradazione dovuta ai naturali processi di degradazione del corpo.
Mentre i prioni guidano l’infezione, la scienza moderna ha anche chiarito il legame con la genetica: alcune mutazioni del DNA possono predisporre gli individui alla creazione di queste proteine mal ripiegate, spiegando perché alcuni casi appaiono ereditari.
La scoperta del prione ha dimostrato che le regole fondamentali della vita possono essere aggirate da una singola molecola mal ripiegata.
Conclusione
L’identificazione del prione da parte di Stanley Prusiner ha colmato il divario tra malattie infettive e patologia genetica, facendogli guadagnare il Premio Nobel nel 1997. Il suo lavoro ha trasformato la neurologia e ha fornito un nuovo quadro per comprendere come le proteine possono agire come agenti sia di vita che di morte.
