S embra che in ogni secolo di sviluppo tecnologico umano si debba affrontare una
nuova sfida relativa alla produzione dell’energia necessaria alla società;
curiosamente però il meccanismo chimico alla base di questa sfida è sempre lo
stesso, non da secoli bensì da miliardi di anni. Ciò che la nostra società cerca
disperatamente è una fonte di energia economica e disponibile, in particolare
oggi si tratta di produrre energia elettrica e del suo immagazzinamento.
Di cosa parliamo quando parliamo di energia
Da un punto di vista pratico qualsiasi sia la fonte energetica sperimentata
dall’umanità o da altre forme di vita, si tratta sempre e comunque di mobilitare
elettroni, cioè generare coppie redox, le odiatissime reazioni di
ossidoriduzione incubo di ogni studente, ossessione di ogni studioso
dell’energia.
> Ciò che la nostra società cerca disperatamente è una fonte di energia
> economica e disponibile, un sistema di conversione e, ancora più importante,
> un sistema di stoccaggio efficiente.
La rivoluzione industriale, basata sul carbone prima e sul petrolio poi (da cui
la locomotiva a vapore e il motore a scoppio), traeva energia dall’ossidazione
del carbonio producendo anidride carbonica. Reazioni di ossidoriduzione tanto
antiche quanto l’uso del fuoco da parte dell’uomo primitivo, che hanno
l’indesiderata conseguenza di produrre i gas responsabili del cambiamento
climatico attuale. È simile l’energia muscolare che trae origine da processi di
ossidazione di molecole organiche ottenendo come sottoprodotto lo stesso
identico gas, l’anidride carbonica. Più recentemente l’energia nucleare sembrava
aver gettato le basi per una svolta concettuale scovando l’energia direttamente
nel nucleo degli atomi, un’energia più abbondante e sfruttabile delle tante
fonti sperimentate precedentemente. L’energia nucleare sostituisce
efficientemente il carbone che scaldava le caldaie delle antiche locomotive a
vapore o la fiamma sotto la pentola a pressione che usiamo in casa, ma il
meccanismo è lo stesso: generare vapore in pressione per poi sfruttarlo
meccanicamente. Tuttavia l’energia nucleare mostra aspetti drammaticamente
negativi e irrisolvibili quali la scarsa disponibilità di materie prime fissili
(molto meno disponibili di carbone, petrolio o gas naturale), questioni di
sicurezza ambientale, oltre al mai risolto problema dello stoccaggio di scorie e
sottoprodotti radioattivi (ridotti nelle centrali di ultima generazione, ma
inevitabili e ingestibili per periodi estremamente lunghi).
Oggi le fonti energetiche rinnovabili si stanno imponendo sul mercato
assicurando la possibilità di convertire l’energia da fonti gratuite, ma con
disponibilità limitata. L’energia solare può essere prodotta solo di giorno, il
vento dipende dalle condizioni meteorologiche, il geotermico è limitato a
livello geografico. Eppure le risorse rinnovabili mostrano aspetti imbattibili:
sono già presenti e distribuite ovunque, riforniscono il nostro pianeta da
milioni di anni, non impattano l’ambiente, non richiedono miniere o sistemi di
estrazione delle materie di origine (come carbone, petrolio, uranio, ecc.).
Servirebbe solo un sistema di conversione dell’energia scelta e, ancora più
importante, un sistema di stoccaggio efficiente.
> Le risorse rinnovabili mostrano aspetti imbattibili: sono già presenti e
> distribuite ovunque, riforniscono il nostro pianeta da milioni di anni, non
> richiedono miniere o sistemi di estrazione delle materie di origine.
Le nostre precedenti sperimentazioni per generare reazioni di ossidoriduzione
partendo da carbone, petrolio o gas naturale consentivano di liberare, in ultima
analisi, l’energia solare catturata da qualche essere vivente milioni di anni fa
e conservata nei legami chimici delle sostanze prelevate dagli strati geologici.
Ma come avevano fatto i viventi del passato a carpire quell’energia? Quali altri
meccanismi chimici o biologici possono conservarla efficientemente?
Il dilemma dello stoccaggio
La vera sfida del nostro secolo è proprio questa, ed è una sfida concettuale.
Smettere di generare l’energia al momento dell’uso, ma affidarsi a una
produzione continua, morigerata, controllata di energia che verrà poi stoccata,
accumulata e resa disponibile da una rete capillare di distribuzione continua e
costante. Si tratta ovviamente dell’energia elettrica, già in uso da
generazioni, ma che dovrebbe sostituire tutte le altre fonti energetiche, in
particolare nel mondo dei trasporti. Una sfida non banale, che si scontra con le
nostre limitate capacità di accumulo e stoccaggio, a oggi il punto critico di
questa nuova visione, il cui principale oggetto di ricerca e investimento sono
le batterie. A questo proposito è curioso notare che le prime ricerche sui
fenomeni elettrici vennero condotte da medici e naturalisti su certi viventi (da
cui l’espressione “elettricità animale”) e dopo quasi tre secoli proprio la
natura potrebbe rivelarsi la strategia vincente per scovare le soluzioni ai
problemi sopracitati.
> La vera sfida del nostro secolo è una sfida concettuale: smettere di generare
> l’energia al momento dell’uso, ma affidarsi a una produzione continua, e a
> un’infrastruttura decentralizzata di accumulo e distribuzione.
Furono le piccanti dispute tra Luigi Galvani e Alessandro Volta a chiarire
l’origine della corrente elettrica. Se il primo la considerava un fluido di
origine vitale o animale (forte delle osservazioni condotte su esseri come le
anguille elettriche), il secondo dimostrò come fosse possibile generare
elettricità mediante l’uso di metalli diversi sapientemente accoppiati (la
famosa pila di Volta). Ciò che oggi sappiamo è che entrambi i grandi scienziati
stavano osservando correnti elettriche sviluppate da reazioni di
ossidoriduzione. Volta aveva capito come impiegare materiali inorganici per
incanalare gli elettroni che passavano da un elettrodo all’altro; Galvani invece
osservava processi molto più complicati, non basati su metalli, ma complesse
molecole organiche selezionate attraverso processi evolutivi da esseri che da
generazioni affinavano sistemi di accumulo e stoccaggio di energia. La vita
stessa si basa su sistemi di conversione energetica e, proprio come per noi
umani di oggi, anche gli altri viventi hanno dovuto imparare a sfruttare fonti
di energia diluita e saltuariamente disponibile per poi accumularla e sfruttarla
metabolicamente.
La natura ha inventato le batterie prima di noi
I meccanismi di conversione e stoccaggio dell’energia presenti nei viventi sono
moltissimi e non semplici, dalla fotosintesi clorofilliana alla respirazione
cellulare. Alcuni batteri traggono energia da reazioni di ossidoriduzione del
ferro, altri dello zolfo o del metano; il tutto è mediato da enzimi e proteine,
elaborati sistemi di membrane, organuli, pori selettivi, gradienti chimici molto
più complessi delle nostre batterie. Ciò che desta la nostra attenzione oggi è
la straordinaria capacità degli organismi di immagazzinare energia, in alcuni
casi con biomolecole che si stanno dimostrando estremamente utili per una
possibile applicazione nel mondo delle batterie.
Attraverso miliardi di anni di selezione naturale, gli organismi viventi hanno
sviluppato reazioni metaboliche altamente efficienti, impossibili da replicare
oggi nei sistemi artificiali. Inoltre, gli elementi che costituiscono questi
complessi biologici provengono da fonti ecologiche presenti sulla Terra, sono
facilmente decomponibili e hanno un impatto minimo sull’ambiente. Tutti gli
organismi viventi si basano sulla conversione, il trasporto e l’immagazzinamento
dell’energia su diversi substrati molecolari. Questi processi metabolici, in cui
l’energia viene trasferita attraverso il passaggio di elettroni e ioni, sono
esattamente gli stessi che dobbiamo migliorare partendo dalla conversione delle
energie rinnovabili, alla distribuzione e stoccaggio, fino all’utilizzo finale.
> L’approccio della biomimesi, cioè la possibilità di ispirarsi a strutture
> biologiche per imitarne le prestazioni, potrebbe essere di grande aiuto per
> risolvere le principali problematiche delle batterie oggi esistenti sul
> mercato.
La natura può fornirci più sistemi per migliorare la tecnologia delle batterie
attuali, ad esempio particolari biomateriali possono essere impiegati
direttamente, mentre altre sostanze naturali possono essere trattate
artificialmente per essere modificate e integrate nei dispositivi di accumulo
migliorandone le prestazioni. Anche nella fase di progettazione l’approccio
della biomimesi, cioè la possibilità di ispirarsi a strutture biologiche per
imitarne le prestazioni, potrebbe essere di grande aiuto per risolvere le
principali problematiche delle batterie oggi esistenti sul mercato.
Fare a meno del litio
Nella situazione attuale il mercato delle batterie è dominato da quelle che si
basano sugli ioni litio. Le prime sono state sviluppate negli anni Settanta da
Stanley Whittingham e presentavano inizialmente gravi problemi di sicurezza.
Negli anni Ottanta venne introdotto l’uso del cobalto nel catodo, aumentando le
prestazioni e nei primi anni Novanta la Sony le ha commercializzate imponendosi
nel mercato. La domanda globale di batterie al litio ha superato i 600-700 GWh
nel 2022 e potrebbe raggiungere 3 TWh o più entro il 2030; il tutto è trainato
dall’impiego in veicoli elettrici e dallo stoccaggio stazionario. A oggi i
materiali impiegati per le diverse componenti delle batterie al litio includono
manganese, cobalto, nichel e ferro, tutti metalli strategici e problematici dal
punto di vista ambientale e geopolitico. A questo elenco si aggiunge ovviamente
il bramatissimo litio. Ciò ha spinto i ricercatori a studiare soluzioni
alternative per alleviare la pressione sulle risorse, migliorare la
sostenibilità e assicurare maggiore sovranità industriale.
Tutti i meccanismi di ossidoriduzione si basano su una coppia di componenti
(anodo-catodo, ossidante-riducente) le cui reazioni permettono la movimentazione
di elettroni creando così corrente elettrica. Le più promettenti e recenti
alternative alle batterie al litio sono: batterie metallo-ione (sodio, magnesio,
zinco, alluminio), batterie metallo-zolfo (litio-zolfo, sodio-zolfo), batterie
metallo-aria (litio-aria, zinco-aria), batterie a flusso (o redox flow).
Certamente nel futuro immediato le batterie al litio rimarranno centrali, ma
esiste un crescente spazio di mercato per soluzioni alternative specializzate.
> La domanda globale di batterie al litio ha superato i 600-700 GWh nel 2022 e
> potrebbe raggiungere 3 TWh o più entro il 2030.
A oggi la mobilità elettrica (autovetture elettriche e veicoli commerciali)
impegna oltre il 70% della domanda, seguono lo stoccaggio stazionario generico
(in rapida crescita, ma meno rilevante in volume rispetto all’automotive), l’uso
in computer, cellulari ed elettronica di consumo e infine la micromobilità (bici
elettriche, monopattini) con tassi di crescita sorprendenti. In definitiva circa
l’80% delle nuove installazioni di batterie è correlato al trasporto elettrico,
lo stesso aspetto che diede vita alla rivoluzione della locomotiva a vapore e
dell’auto con motore a scoppio.
Le quattro categorie di batterie alternative si basano su elementi più
disponibili o facilmente lavorabili rispetto al litio. Gli elementi impiegati
nelle batterie metallo-ione, metallo-zolfo, metallo-aria e batterie a flusso
sono tutti strategicamente interessanti. Infatti, il litio è presente in
quantità limitate e geograficamente molto localizzate (Cile, Australia, Cina),
mentre gli altri ioni elencati sono più abbondanti e con distribuzione più ampia
sul globo. Tuttavia, la sola abbondanza di un elemento non garantisce la
realizzabilità industriale, poiché contano anche le tecnologie di estrazione, i
processi di purificazione e l’intero ciclo di produzione del dispositivo. Per
alcune tecnologie, come le batterie zinco-aria, le materie prime sono largamente
disponibili, ma rimangono problematiche ingegneristiche. Inoltre ogni elemento
estratto prevede impatti ambientali, inquinamento e consumo di risorse.
Tutte le alternative proposte presentano pregi e difetti, non esiste quindi a
oggi una tecnologia capace di imporsi sulle altre garantendo facile
applicabilità a tutti i settori energivori. Ad esempio le batterie basate sul
sodio, già pronte a una prima commercializzazione, presentano costi e
sostenibilità migliori, ma una densità energetica inferiore e prestazioni ancora
molto migliorabili. Similmente le batterie a flusso sono già commercializzate e
in uso in diversi impianti di stoccaggio stazionario (in questo caso il metallo
impiegato è il vanadio); le più comuni batterie a flusso offrono elevata
scalabilità e lunga durata (anche oltre 10.000 cicli), ma minore densità
energetica e soprattutto un maggiore ingombro e peso, aspetto determinante per
quanto riguarda il trasporto.
Costruire batterie biologiche
Faremmo bene a ricordare che tutti i viventi affrontano da ere geologiche il
problema della conversione energetica, e del conseguente stoccaggio, senza
scavare miniere o ricorrere a elementi rari. La selezione naturale ha
identificato materiali con proprietà utili e performanti e in milioni di anni di
evoluzione gli organismi hanno elaborato strutture altamente efficienti per il
trasferimento di energia e materia, dissipare il calore, contenere il peso e
rappresentano quindi un modello estremamente interessante.
> Tutti i viventi affrontano da ere geologiche il problema della conversione
> energetica, e della conseguente conservazione e stoccaggio, senza scavare
> miniere o ricorrere a elementi rari.
I materiali di origine biologica possono essere impiegati direttamente oppure
sottoposti a trattamenti che ne esaltano le proprietà, trasformandoli in
nanostrutture utili per la costruzione di elettrodi e altri componenti. In altri
casi si tratta di imitare i principi che regolano i processi biologici,
riproducendoli artificialmente per migliorarne le prestazioni tecnologiche.
I biomateriali più promettenti si dividono in tre famiglie. La lignina, presente
nel legno, è interessante per le sue proprietà redox, e può essere impiegata
come additivo per elettrodi, come legante o per ottenere carboni a porosità
controllata. La polidopamina, nota per le capacità adesiva dei molluschi, è
stata utilizzata per rivestire gli elettrodi, migliorandone la stabilità. Le
flavine e i chinoni sono composti biologici coinvolti nel metabolismo energetico
in reazioni simili a ciò che avviene nei cicli di carica/scarica delle batterie.
Molte tecniche si basano sulla trasformazione dei materiali naturali. Ad esempio
le biomasse fungono da ottimi stampi per la formazione di materiali
nanostrutturati in seguito a processi termici. Oppure è il caso di particolari
ioni metallici che tendono ad autoassemblarsi sulla superficie delle proteine o
di certi batteri (ad esempio Streptomyces) favorendo la crescita di complesse
strutture minerali. stratificate, simili a guaine. Sono esempi in cui i sistemi
biologici producono materiali funzionali, spesso impossibili da ottenere
artificialmente.
La natura fornisce anche ispirazione nella progettazione dei dispositivi. Molti
organismi viventi hanno sviluppato soluzioni ingegneristiche straordinarie, come
pori e membrane, in grado di trasportare selettivamente ioni e molecole,
suggerendo nuove vie per l’ottimizzazione nei dispositivi elettrochimici.
L’osservazione del mondo biologico può inoltre offrire soluzioni concrete nel
campo della gestione del calore. Nei sistemi elettrochimici, infatti, l’aumento
della temperatura compromette l’efficienza delle reazioni. Eppure alcuni
organismi (come il verme marino Alvinella pompejana), riescono a vivere in
ambienti a temperature estreme senza alterare il proprio metabolismo.
Comprendere i meccanismi di adattamento di questi organismi può aiutare a
sviluppare batterie capaci di operare in un ampio intervallo termico.
Similmente, ispirandosi alla struttura alveolare delle ali delle libellule, sono
state proposte strutture biomimetiche per ottimizzare resistenza, peso e
flessibilità.
La necessità di un approccio interdisciplinare
Sembra quindi che per una svolta tecnologica sia necessario tornare alle
origini: non alle anguille elettriche di Galvani o alla pila di Volta, ma alle
basi biochimiche selezionate dai sistemi naturali nel corso dell’evoluzione.
Materiali e strategie di conversione e stoccaggio energetico presenti nella
meccanica stessa della vita.
La biomimetica offre infatti un grande potenziale per la progettazione di
dispositivi avanzati per accumulo di energia elettrochimica e la produzione di
materiali correlati (composizione, proprietà meccaniche e funzionalità). Ciò
include l’utilizzo diretto di composti da biomasse, l’impiego di strutture
organiche come stampi molecolari, la preparazione di materiali con strutture
macro-microscopiche e l’imitazione dei meccanismi e strategie biologiche.
> Sembra quindi che per una svolta tecnologica sia necessario tornare alle
> origini: non alle anguille elettriche di Galvani o alla pila di Volta, ma alle
> basi biochimiche selezionate dai sistemi naturali nel corso dell’evoluzione.
È l’unica prospettiva vincente per svincolarci da metalli rari, strategici,
inquinanti; questo perché tutti i materiali biologici garantiscono
rinnovabilità, adattabilità, sostenibilità ed ecocompatibilità, aspetti
particolarmente significativi per un impiego a lungo temine. È il tipo di
sviluppo di cui abbiamo disperatamente bisogno e che implica una fondamentale
collaborazione interdisciplinare (chimica, zoologia, botanica, micologia,
fisica, ingegneria energetica) per accelerare la transizione dalle idee di
laboratorio all’industria, ispirandosi in modo concreto e produttivo alla grande
saggezza conservata negli organismi viventi, acquisita con milioni di anni di
evoluzione e ora alla nostra portata.
Il futuro dell’innovazione nel campo energetico, oggi così urgente e necessaria
per l’essere umano, sembra risiedere nei meccanismi stessi della vita, il cuore
pulsante della natura che ci circonda.
L'articolo Il futuro biologico delle batterie proviene da Il Tascabile.
Tag - divulgazione scientifica
E siste un ramo della cosmetica di lusso che promette di intervenire sulla
longevità cellulare. Tra i prodotti di punta, una crema all’estratto di peonia
dal costo superiore ai tremila euro per cento millilitri. Non viene presentata
come un semplice cosmetico, ma come un vero trattamento farmacologico: agisce –
si legge ‒ sulla matrice extracellulare, ripristinando l’equilibrio dei tessuti
e riportando la pelle a uno stato più giovane. Il tempo non si nasconde, si
tratta. E davanti alla promessa di tornare indietro, l’investimento non sembra
più così eccessivo.
Negli ultimi anni, il concetto di skin longevity si è affermato come uno tra i
trend più significativi nel settore beauty di fascia alta. Le strategie antietà
non si limitano più a voler cancellare rughe e segni del tempo, ma promettono di
intervenire prima che compaiano, agendo sui meccanismi profondi
dell’invecchiamento cutaneo. La pelle smette di essere una superficie da
migliorare e diventa una struttura vivente da mantenere in equilibrio. Le
formulazioni più avanzate combinano principi attivi funzionali con ingredienti
preziosi come oro, caviale, polvere di diamante o zafferano. Ne risulta
un’immagine ambigua e potente, tra cosmetico e trattamento, tra lusso e scienza.
Il messaggio è chiaro: non trasformare, ma conservare; non correggere, ma
prevenire. In fondo, la skin longevity sembra dare adito all’antico sogno di
rimanere – e non soltanto sembrare ‒ giovani il più a lungo possibile.
> Le strategie antietà non si limitano più a voler cancellare rughe e segni del
> tempo, ma promettono di intervenire prima che compaiano, agendo sui meccanismi
> profondi dell’invecchiamento cutaneo.
Il mercato della longevità cosmetica è florido e in espansione. Secondo il
Rapporto annuale 2024 di Cosmetica Italia, nel solo segmento della cura del
viso, le creme antiage rappresentano la prima sottocategoria per valore, con un
giro d’affari pari a 698 milioni di euro nel 2023. Una cifra che da sola copre
oltre un quarto del mercato skincare e che, rispetto all’anno precedente, segna
una crescita del 6,9%.
Alcuni tra gli ingredienti che trovano spazio nei cosmetici di fascia premium ‒
peptidi biomimetici, enzimi epigenetici, molecole antiglicazione – sembrano
richiamare la lingua parlata nei laboratori di biologia molecolare. Ma nei
centri di ricerca si muovono processi ben più ambiziosi.
Da anni, la biomedicina cerca di isolare le caratteristiche cellulari
dell’invecchiamento e di sviluppare tecniche in grado non solo di rallentarle,
ma anche ‒ in parte ‒ di invertirle. Tra i luoghi dove questa ricerca prende
forma, uno dei più attivi (e discussi) è il laboratorio di David Sinclair alla
Harvard Medical School. Il suo team lavora su un’ipotesi audace: che le cellule,
invecchiando, perdano memoria di come funzionare. E che questa memoria, in
determinate condizioni, possa essere recuperata. La tecnica attraverso cui
recuperarla si chiama riprogrammazione cellulare parziale. Nel 2020, su Nature
venne pubblicato un esperimento destinato a far discutere. Alcuni topi adulti, a
cui era stato danneggiato intenzionalmente il nervo ottico, vennero trattati con
tre dei quattro “fattori di Yamanaka” ‒ un cocktail proteico capace, in teoria,
di riportare le cellule adulte a uno stato più giovane. I risultati furono
sorprendenti: i topi riacquisirono la vista, e le cellule trattate mostrarono un
profilo simile a quello di un tessuto non ancora invecchiato. In altri
esperimenti su topi, la riprogrammazione cellulare ha prodotto pelle più tonica,
muscoli più forti, marcatori biologici più giovani.
Sebbene questi risultati siano a oggi limitati a esperimenti su cellule animali
non-umane, non si parla più soltanto di prevenzione, ma di una possibile
riscrittura del tempo biologico anche per l’essere umano. Cosmetica e ricerca
sembrano quindi muoversi lungo la stessa traiettoria: giovinezza e longevità
come aspirazioni convergenti, tra il desiderio di vivere a lungo e quello, forse
più radicale, di non invecchiare mai.
La vecchiaia, da condizione naturale a questione biologica
Per secoli, il desiderio di prolungare la vita ha trovato spazio nella sfera
della magia più che in quella scientifica. Alchimisti, medici e filosofi,
ciascuno a suo modo, hanno immaginato formule, rimedi ed elisir per ritardare
l’arrivo della morte. Ma l’invecchiamento in sé non era messo in discussione.
Era parte dell’ordine delle cose: una fase naturale, prevista e accettata, che
accompagnava la vita verso la sua conclusione. Galeno lo descriveva come un
progressivo raffreddamento del corpo, causato dalla perdita di calore e umidità.
Per Cicerone era una stagione dell’esistenza da attraversare con dignità e
misura, un tempo di riflessione, e non di ribellione contro la natura.
> L’idea che l’invecchiamento sia un processo rallentabile, attraverso
> cambiamenti nello stile di vita e interventi fisiologici mirati, comincia a
> farsi strada verso la fine del Cinquecento.
Poi, qualcosa cambia. Tra la fine del Cinquecento e lungo tutto il Settecento
comincia farsi strada l’idea che la vecchiaia possa essere rallentata. In Della
vita sobria (1558), lo scrittore Luigi Cornaro attribuisce la propria longevità
al suo stile di vita attento e frugale. Più tardi, nel 1796, il medico tedesco
Christoph Wilhelm Hufeland pubblica Makrobiotik (Macrobiotica o l’arte di
prolungare la vita), un vero e proprio manifesto della longevità, con consigli
quotidiani per vivere a lungo. L’invecchiamento diventa così un processo
osservabile, e quindi, almeno in parte, modificabile.
All’inizio del Novecento, alcuni fisiologi iniziano a considerare un legame tra
le ghiandole endocrine ‒ con le loro misteriose secrezioni ormonali ‒ e la
longevità. Si considerava, in particolare, come la produzione di androgeni e
ormoni sessuali cambiasse con l’età, e si iniziò a pensare che, forse,
correggendo quegli squilibri si potesse fermare il declino. Nel 1889, durante
una conferenza a Parigi, Charles-Édouard Brown-Séquard, oggi ricordato come uno
dei padri dell’endocrinologia, annuncia di aver sperimentato su di sé iniezioni
sottocutanee di estratti ottenuti da testicoli di cane e di cavia. Dice di
sentirsi più forte, più giovane. A Brown-Séquard è dedicato Tre colpi di genio e
una pessima idea, ultimo libro di Silvia Bencivelli. La “pessima idea” del
brillante scienziato, che decreterà la rovinosa fine della sua reputazione, fa
il giro del mondo, riscuotendo inizialmente un enorme seguito. Si racconta che
persino Émile Zola e Louis Pasteur abbiano provato il suo fluido. Negli anni
successivi, anche il fisiologo austriaco Eugen Steinach porta avanti teorie
simili. Sostiene che la vasectomia, usata come forma di sterilizzazione
parziale, possa favorire il ringiovanimento. L’idea conquista anche ambienti
intellettuali, convincendo pure Sigmund Freud, che si sottopone al trattamento.
Ma è il chirurgo e biologo Serge Voronoff a rendere questo filone spettacolare.
Negli anni Venti diventa celebre per i suoi trapianti di ghiandole testicolari
di scimmia in uomini anziani, convinto di poter restituire vigore e giovinezza.
Pubblica libri, apre cliniche, accoglie pazienti da tutto il mondo. Solo decenni
dopo, con l’avanzare dell’endocrinologia, i suoi esperimenti verranno
riconosciuti come privi di validità scientifica.
> La prima importante intuizione la ebbe l’immunologo ucraino Il’ja Mečnikov,
> che incuriosito dalla longevità degli abitanti di un paese del Caucaso,
> ipotizzò fosse dovuta ai batteri contenuti nello yogurt che i paesani
> consumavano in gran quantità.
Nel frattempo, ma da tutt’altra angolazione, un altro sguardo si posa sulla
vecchiaia. Durante un viaggio tra i villaggi del Caucaso, l’immunologo ucraino
Il´ja Mečnikov, che vincerà il Nobel per la medicina nel 1908, analizza le
abitudini dei suoi abitanti, incuriosito dalla loro longevità. Nota il consumo
di notevoli quantità di yogurt, e ipotizza quindi che i batteri contenuti in
quello yogurt possano allungare la vita. In particolare, Mečnikov sostiene che i
Lactobacillus bulgaricus contrastino la “putrefazione intestinale”, cioè
l’accumulo di tossine causato dai batteri nocivi nel colon. La sua teoria si
diffonde in fretta. In Francia, dove lavora all’Institut Pasteur, ma
successivamente anche in altre parti d’Europa, iniziano a nascere fabbriche di
yogurt “terapeutico”. E tra le élite europee quel prodotto diventa un elisir
moderno, un alimento capace di riequilibrare il corpo e tenere lontana la
vecchiaia. A distanza di oltre un secolo, quell’intuizione ci parla ancora.
Perché anticipa, con una semplicità sorprendente, alcune delle idee oggi al
centro della ricerca sulla longevità, come l’importanza del microbioma e il
legame tra intestino e cervello.
La cellula come nuova frontiera
Intanto, un nuovo protagonista cattura l’attenzione della ricerca sulla
longevità: la cellula. Nei primi decenni del Novecento, Alexis Carrel ‒ chirurgo
e premio Nobel francese ‒ avanza l’ipotesi rivoluzionaria dell’immortalità
cellulare. Nei laboratori del Rockefeller Institute di New York, Carrel lavora
al comportamento cellulare in vitro. In particolare, coltiva un ceppo di cellule
prelevate dal cuore di un embrione di pollo. Giorno dopo giorno, anno dopo anno,
quelle cellule continuano a vivere e a replicarsi. Si dice che siano rimaste
vitali per ben 34 anni ‒ persino oltre la morte dello stesso Carrel ‒ e che non
mostrassero alcun segno di declino. Il risultato è così straordinario da
conquistare attenzione internazionale e far nascere l’idea che, in condizioni
ideali, le cellule possano davvero vivere per sempre. Lo stesso Carrel sosteneva
che la senescenza e la morte non fossero eventi inevitabili, ma “fenomeni
contingenti” e dichiarava che il vero scopo dei suoi esperimenti fosse quello di
determinare come prolungare indefinitamente la vita di un tessuto al di fuori
dell’organismo.
> Fu Leonard Hayflick a scoprire che le cellule non si dividono all’infinito.
> Dopo circa cinquanta cicli di divisione, entrano in uno stato di arresto detto
> di senescenza, in cui smettono di moltiplicarsi e iniziano a produrre molecole
> infiammatorie che alterano l’ambiente circostante.
A rimettere i piedi per terra ci pensa, trent’anni dopo, l’anatomista americano
Leonard Hayflick. Studiando le cellule umane, scopre che queste non si dividono
all’infinito. Dopo circa cinquanta cicli di divisione, entrano in uno stato di
arresto detto di senescenza cellulare. Non muoiono, ma smettono di moltiplicarsi
e iniziano a produrre molecole infiammatorie che alterano l’ambiente
circostante. Questo limite, noto come “limite di Hayflick”, ci dice che
l’invecchiamento è un processo biologico, programmato e dal confine
invalicabile. Una svolta cruciale. Oggi, le cellule senescenti sono al centro di
una delle aree più indagate della ricerca sulla longevità. L’ipotesi è che
eliminarle selettivamente possa rallentare ‒ o almeno contenere ‒ il declino. I
primi esperimenti su animali con i cosiddetti senolitici, farmaci ancora
sperimentali, sembrano migliorare la funzione di muscoli, cuore e cervello.
Circa vent’anni dopo l’istituzione del limite di Hayflick, i tre scienziati
Elizabeth Blackburn, Carol Greider e Jack Szostak identificano i telomeri,
piccole porzioni di DNA che proteggono le estremità dei cromosomi e si
accorciano ogni volta che la cellula si divide. Funzionano, quindi, come una
sorta di conto alla rovescia biologico. Quando diventano troppo corti, la
cellula interrompe le divisioni, attivando i segnali della senescenza o della
morte programmata. La scoperta valse a Blackburn, Greider e Szostak il premio
Nobel per la medicina nel 2009, e diventerà parte di un disegno più ampio. Pochi
anni più tardi, infatti, un gruppo di studiosi descrive tutti i meccanismi
condivisi dai tessuti che invecchiano. Li chiamano hallmarks of aging (in
italiano: “segni distintivi dell’invecchiamento”), nove caratteristiche
ricorrenti ‒ tra cui, appunto, l’accorciamento dei telomeri e la senescenza
cellulare ‒ che non agiscono isolatamente, ma si influenzano e si rafforzano a
vicenda. Dieci anni dopo, nel 2023, quel modello viene aggiornato. I segni
distintivi diventano dodici e includono nuovi fattori come il microbioma
intestinale e la risposta cellulare allo stress.
L’industria della longevità
Attorno a queste ricerche negli ultimi anni è esplosa una vera e propria
economia della longevità. Come ricostruisce il biologo e premio Nobel per la
chimica Venkatraman Ramakrishnan nel suo libro Why We Die (in uscita per Adelphi
a giugno con il titolo Perché moriamo), solo nell’ultimo decennio sono stati
pubblicati più di 300.000 articoli scientifici sull’invecchiamento e sono nate
più di 700 start up, tutte con l’obiettivo esplicito di rallentare, invertire o
persino fermare il tempo biologico. In gioco ci sono decine di miliardi di
dollari, un flusso di investimenti che intreccia scienza, tecnologia e finanza.
> La longevità non è un parametro osservabile nel breve termine, e mancano
> ancora marcatori biologici affidabili che ci dicano ‒ con chiarezza e rigore ‒
> se un corpo ha davvero smesso di invecchiare.
Il cuore di questa nuova corsa all’oro ha un nome preciso: riprogrammazione
cellulare parziale. È la tecnica sviluppata ad Harvard dal team di David
Sinclair, che ha permesso al gruppo di topi di riacquistare la vista e di
ringiovanirne i tessuti tramite l’uso controllato dei fattori di Yamanaka. Il
clamore è stato tale che molte aziende si sono lanciate nella stessa direzione.
La più nota è Altos Labs, fondata nel 2022 con il sostegno di investitori di
spicco e con in squadra nomi eccellenti della ricerca, incluso lo stesso Shinya
Yamanaka. I topi di Sinclair, con i loro nervi ottici riparati e i tessuti
tornati giovani, diventano così il simbolo della scommessa di trasformare un
successo sperimentale in una strategia per gli esseri umani.
Eppure, al di là dell’euforia, viene da chiedersi: come si misura davvero
l’efficacia di un trattamento contro l’invecchiamento? Non esistono, al momento,
strumenti certi per quantificare i processi che ci fanno invecchiare. La
longevità non è un parametro osservabile nel breve termine, e mancano ancora
marcatori biologici affidabili che ci dicano ‒ con chiarezza e rigore ‒ se un
corpo ha davvero smesso di invecchiare. Nel 2002, un gruppo di cinquantuno
gerontologi ha pubblicamente messo in discussione le promesse dell’industria
della longevità. Tra i punti principali della loro dichiarazione, si legge:
“Eliminare tutte le cause di morte legate all’invecchiamento non aumenterebbe
l’aspettativa di vita di più di quindici anni” e “Le possibilità che gli esseri
umani possano vivere per sempre sono oggi tanto improbabili quanto lo sono
sempre state”.
Ma fuori dai laboratori, la narrazione dell’eterna giovinezza avanza spedita.
Pensiamo all’impatto mediatico di Bryan Johnson, milionario della Silicon
Valley, che ha adottato un protocollo quotidiano da due milioni di dollari
l’anno, tra supplementi, dieta vegana, controllo estremo dei dati corporei e
trasfusioni di plasma tra padre, figlio e sé stesso. O a Peter Thiel, fondatore
di PayPal, noto per i suoi investimenti in start up antiaging e per il suo
dichiarato interesse verso pratiche di biohacking e progetti di estensione della
vita. Anche in Italia, non mancano esempi. Silvio Berlusconi ha incarnato per
anni l’ideale di un corpo da tenere giovane a ogni costo, tra trattamenti
farmacologici e interventi estetici, mentre Giorgia Meloni e Francesco
Lollobrigida pare si affidino a pratiche come la crioterapia e a consulenze di
longevity expert.
> Solo nell’ultimo decennio sono nate più di 700 start up, tutte con l’obiettivo
> esplicito di rallentare, invertire o persino fermare il tempo biologico. Se la
> longevità è diventata un’impresa privata, resta aperta una questione etica e
> sociale: chi potrà permettersela?
Oggi, la vecchiaia è un bug da correggere, ci suggerisce Ramakrishnan. Un’idea
attraente, soprattutto per chi ha già accumulato ricchezza e potere, e cerca di
prolungarne il godimento. Oltre a Thiele, Elon Musk, Larry Page, Jeff Bezos,
Mark Zuckerberg: quasi tutti hanno investito, direttamente o indirettamente,
nella ricerca antiaging. A fare eccezione è Bill Gates, che ha dichiarato di
ritenere più urgente intervenire sulle disuguaglianze sanitarie globali.
Ma se la longevità è diventata un’impresa privata, resta aperta una questione
etica e sociale: chi potrà permettersela? E ancora, può la scienza ‒ per sua
natura lenta, fallibile e collettiva ‒ reggere il passo di un’industria che si
muove con logiche di profitto e di accelerazione permanente? Come osserva
Ramakrishnan, oggi, anche scienziati di grande reputazione hanno interessi
finanziari diretti nel settore della longevità, perché fondatori, dipendenti o
consulenti di start up. Questo non è necessariamente un problema, ma ‒ scrive ‒
quando li vede promuovere con entusiasmo i risultati delle proprie ricerche o le
promesse delle loro aziende, si chiede se ci credano davvero. Citando Upton
Sinclair: “È difficile far capire qualcosa a un uomo, quando il suo stipendio
dipende dal fatto che non la capisca”.
L'articolo La nuova guerra all’invecchiamento proviene da Il Tascabile.
C’ è, in Arizona, un giardino dal nome ammaliante: Endless forms most beautiful
(“Infinite forme bellissime”) – che riprende il finale di L’origine delle
specie, il grande capolavoro di Charles Darwin, pubblicato per la prima volta
nel 1859. Non è un giardino qualsiasi: è un giardino sul cancro. Racconta la sua
natura evolutiva, il suo legame indissolubile con ogni forma di vita. Questo
giardino è infatti popolato da piante particolari: i cactus crestati, un esempio
lampante dell’ubiquità delle formazioni tumorali nel lussureggiante albero della
vita. I cactus, come molte altre piante, sono noti per la facilità con cui
sviluppano “crestazioni” o “fasciazioni”, cioè formazioni anomale che crescono
alla loro sommità: “creste” di una certa bellezza, che tuttavia non sono altro
che tumori, ammassi di cellule che si sono riprodotte in modo incontrollato
producendo tali formazioni aggiuntive, la cui presenza può incidere sulla salute
della pianta stessa.
Il giardino fa parte del progetto ArtSci dell’Arizona cancer evolution center e
ha lo scopo di testimoniare la presenza ubiqua del cancro in tutte le forme di
vita, fin dalle origini della pluricellularità. Il cancro è onnipresente nel
mondo vivente, e sembra essere un ineluttabile effetto collaterale del grande
salto di qualità compiuto dalla vita più di un miliardo di anni fa (anche se
pare che la vita pluricellulare si sia evoluta indipendentemente diverse volte).
D’altro canto, i cactus e le loro fasciazioni sono interessanti anche per un
altro motivo. Questi tumori, infatti, non uccidono l’organismo a spese del quale
crescono; al contrario, nella maggior parte dei casi la pianta sopravvive,
tollerando la formazione tumorale.
Sebbene la scarsa aggressività dei tumori delle piante sia dovuta a
caratteristiche legate alla specifica fisiologia di questo gruppo tassonomico,
tale peculiarità suggerisce una prospettiva stimolante: consente di immaginare
un futuro in cui il cancro, anche negli esseri umani, non sia più una malattia
acuta, letale e dai meccanismi un po’ misteriosi, ma una condizione gestibile e
cronica. Questo giardino di “infinite forme bellissime” vuole stimolare la
riflessione sul cancro non tanto in quanto malattia – esperienza di vita
purtroppo molto diffusa – ma principalmente come problema scientifico,
sull’origine e i meccanismi del quale ci si può interrogare, e che si può
esplorare alla ricerca di nuove soluzioni.
Il tumore: tradimento della cooperazione
Come la citazione darwiniana suggerisce, la chiave di volta di questo
particolare approccio alla ricerca sul cancro è proprio l’inclusione della
teoria dell’evoluzione, spesso assente negli studi di medicina. Affrontare
problemi sanitari attraverso la lente dell’evoluzione può sembrare superfluo, o
addirittura controproducente: come potrebbe un approccio lento e teorico
risultare utile in una dimensione nella quale la celerità regna sovrana, in cui
si lotta costantemente contro il tempo per strappare i pazienti alla malattia e
alla morte?
> Il cancro non è un’entità esterna, ma una conseguenza naturale del nostro
> essere organismi pluricellulari, frutto di continui compromessi tra
> cooperazione e conflitto tra i miliardi di cellule che ci compongono.
Nel caso del cancro, però, adottare un approccio evoluzionistico, cercando di
comprendere le ragioni profonde del suo emergere negli organismi viventi,
potrebbe non essere così futile, e potrebbe addirittura risultare confortante
per chi sta facendo i conti con questa malattia. Questo punto di vista mostra
come il cancro non sia un’entità esterna, un nemico da combattere, ma una
conseguenza naturale del nostro essere organismi pluricellulari, frutto di
continui compromessi tra cooperazione e conflitto tra i miliardi di cellule che
ci compongono.
“In parte, intendiamo questo giardino come la rappresentazione di questo nuovo
approccio al cancro [la terapia adattiva, di cui diremo più avanti, N.d.A.]:
vivere con il cancro come una normale componente della vita, potandolo ogni
tanto e gestendolo in modo responsabile”, spiegano Pamela Winfrey, Caspian
Robertson, Carlo Maley e Athena Aktipis, ideatori e curatori del progetto, in un
articolo sull’origine e lo sviluppo della loro idea. Proprio Athena Aktipis,
biologa evoluzionista esperta in teorie della cooperazione e docente all’Arizona
State University, è autrice di un saggio, uscito in Italia con il titolo Secondo
natura. Come l’evoluzione ci aiuta a ripensare il cancro, nel quale offre una
panoramica delle più recenti ricerche su questo spostamento di paradigma.
Un approccio evoluzionistico può aiutare a comprendere le dinamiche e le ragioni
evolutive che rendono possibile lo sviluppo di un tumore. A cambiare è
innanzitutto la definizione di cosa il cancro sia: una sospensione della
cooperazione tra cellule, un tradimento di alcuni membri della comunità nei
confronti del proprio gruppo, e un ritorno a comportamenti che potremmo
interpretare come ancestrali. Possiamo immaginare che proprio questi
comportamenti fossero la norma in un mondo “egoista”, antecedente al momento in
cui la cooperazione prevalse come strategia vincente per la vita e la
pluricellularità si affermò.
A rendere possibile questo “tradimento cellulare”, come lo definisce Aktipis, è
una duplicità insita nella natura stessa degli organismi pluricellulari: le
cellule che costituiscono l’organismo sono al tempo stesso parte di un’unica
entità, riconoscibile come individuo, e unità a sé stanti, che hanno “scelto” di
rinunciare a un benessere individuale immediato per ricevere maggiori benefici
attraverso l’appartenenza al gruppo e l’adesione alle sue regole. Nel caso del
tumore, questa dinamica si ribalta: la cellula tumorale tradisce il patto
sociale della cooperazione e sfrutta i benefici dello stare in comunità senza
contribuire al suo mantenimento. In questo modo risulta dannosa per l’insieme –
l’organismo di cui fa parte – ma massimizza, almeno nel breve termine, il
proprio successo adattativo.
Competizione e cooperazione a diversi livelli
Quella di guardare al cancro attraverso una lente evolutiva non è un’idea nuova:
già negli anni Cinquanta del Novecento la biologia del cancro si era orientata
verso questo approccio, che è però stato accantonato fino all’inizio del nuovo
millennio. E quando il dibattito specifico sulla biologia del cancro è ripreso,
si è incagliato nelle stesse domande e nelle stesse posizioni già delineatesi su
più larga scala nella biologia evoluzionistica: una contrapposizione tra la
visione neodarwiniana dell’evoluzione, incentrata su variazione genetica (e, più
recentemente, epigenetica) e selezione naturale, e la prospettiva della
cosiddetta “sintesi estesa”, che include nella spiegazione evoluzionistica
processi di variazione e selezione non genetici, come la plasticità fenotipica,
e meccanismi di “spinta” dell’evoluzione diversi dalla competizione.
> La sintesi estesa integra nella teoria evolutiva un approccio relazionale ed
> ecologico, che pone attenzione alle costanti e profonde interazioni sia tra
> gli organismi, che tra questi e i loro ambienti.
La visione gene-centrica dell’evoluzione è senz’altro valida, ma, affermano i
suoi critici, parziale, dal momento che non riconosce l’importanza di fattori
evolutivi come la cooperazione – fenomeno che è invece ubiquo nel mondo della
vita – e la sostanziale interdipendenza tra i viventi a tutti i livelli, dal
microscopico al macroevolutivo. La sintesi estesa, invece, integra nella teoria
evolutiva un approccio relazionale ed ecologico, che pone attenzione alle
costanti e profonde interazioni sia tra gli organismi, sia tra questi e i loro
ambienti. Nel libro di Aktipis e, più in generale, nell’approccio teorico allo
studio del cancro di cui la studiosa si fa portavoce, un elemento di questa
visione estesa assume particolare centralità: il concetto di cooperazione. Come
abbiamo visto, in quest’ottica il cancro è visto essenzialmente come una rottura
dell’accordo di cooperazione che rende possibile l’esistenza di organismi
pluricellulari dall’estrema complessità strutturale.
Ma, allora, sorge spontanea la domanda sul perché l’evoluzione renda possibile
l’esistenza del cancro, fenomeno che, essendo onnipresente in natura, non può
essere semplicemente sfuggito alla selezione; al contrario, a un certo punto
della storia della vita, potrebbe aver apportato qualche vantaggio alla vita
stessa. Ebbene, la risposta fornita da Aktipis è che il cancro sia l’effetto
collaterale (o, talvolta, il prodotto inevitabile) del continuo compromesso tra
competizione e cooperazione che si esplica a ogni livello della vita: tra le
cellule, tra organismi e tra popolazioni. In un organismo cooperativo, questo
compromesso è difficile da mantenere: non solo durante le fasi iniziali dello
sviluppo, ma per tutta la vita l’organismo ha bisogno che le “sue” cellule
agiscano e si riproducano per portare avanti la vitalità dell’insieme. È
essenziale, però, che questa attività venga limitata affinché non insorgano
conflitti tra gli interessi contrapposti dei singoli e della comunità. Insomma,
come in qualsiasi società paritaria, anche a livello cellulare vale – o dovrebbe
valere – il principio secondo cui “la libertà di un individuo finisce dove
inizia la libertà dell’altro”.
Nel corso dell’evoluzione, gli organismi pluricellulari hanno sviluppato una
varietà di strategie di contenimento e controllo del comportamento egoista che
potrebbe emergere a livello cellulare. Alcuni geni, ad esempio, sono noti per la
loro funzione di soppressione tumorale, ed entrano in gioco quando la cellula
intraprende comportamenti anomali inducendo i propri meccanismi di
autodistruzione. Inoltre, esiste una sorta di controllo incrociato in cui ogni
cellula monitora le proprie vicine, rilevando forme di espressione genica
sospette e avvisando il sistema immunitario. E infine c’è il sistema
immunitario, appunto, che ha il compito di individuare e distruggere le anomalie
potenzialmente dannose.
Una questione di priorità
Nonostante tutti questi meccanismi, il cancro potrebbe presentarsi in ogni
momento della nostra esistenza. Le cellule esprimono costantemente comportamenti
che potrebbero essere definiti pretumorali (ad esempio, una rapida
proliferazione) e che, in una certa misura, vengono tollerati dall’organismo e
possono essere controllati. Nelle diverse specie viventi, il grado di tolleranza
al cancro è una questione di compromessi, scelte e priorità. Ad esempio, in
tutti gli organismi (umani compresi) sembra esservi una diretta correlazione tra
l’invecchiamento e la probabilità di sviluppare tumori. Una spiegazione
plausibile di questo fenomeno è il rilassamento della selezione purificante
(quella che monitora ed elimina le mutazioni genetiche), così che, con
l’avanzare dell’età, un maggior numero di mutazioni si accumula nel genoma. Ciò
accresce la probabilità che alcune di queste mutazioni diano alle cellule che ne
sono portatrici un vantaggio adattativo (ad esempio, un aumento del tasso di
proliferazione), il che aumenta le possibilità che il comportamento “egoistico”
dia il via a una crescita tumorale.
> Guardare al cancro in una prospettiva ecologica ed evolutiva significa
> mettersi, idealmente, allo stesso livello delle cellule tumorali, provare a
> comprendere il loro punto di vista e le loro necessità.
Tra le diverse specie, inoltre, il livello di suscettibilità al cancro aumenta o
diminuisce in funzione della longevità e della velocità di riproduzione: specie
che si riproducono poco e hanno una vita lunga sembrano aver sviluppato più e
migliori meccanismi per prevenire l’occorrenza di tumori nel proprio organismo;
al contrario, organismi con un alto tasso riproduttivo e dalla vita breve
sembrano propendere per la scommessa rischiosa di non investire molto in
meccanismi di controllo e oncosoppressione – energeticamente dispendiosi –
esponendosi di più alla possibilità che il cancro si presenti.
Una forma di controllo a lungo termine: la terapia adattiva
Guardare al cancro in una prospettiva ecologica ed evolutiva significa mettersi,
idealmente, allo stesso livello delle cellule tumorali, provare a “pensare” come
loro, tentare di conoscere il loro ambiente, comprendere il loro punto di vista
e le loro necessità. Il tumore ha un contesto ecologico: vive in un ambiente e
ha bisogno di determinate risorse; inoltre, sottostà a dei processi evolutivi:
ha una tendenza alla conservazione e mira al successo riproduttivo, per
tramandare la propria eredità genetica alle generazioni successive (bisogna
tenere a mente che questo linguaggio che sembra supporre un’individualità e
un’intenzionalità delle cellule tumorali è, come sempre quando si parla di
evoluzione, puramente metaforico). Ma provare a pensare come un tumore può
essere un modo per trovare strategie più efficaci nel contrastarlo.
Se, come suggerisce la visione ecologica ed evolutiva qui accennata, eradicare
il cancro dalle nostre esistenze è impossibile, poiché anch’esso è parte del
fenomeno della vita, possiamo forse anche ripensare le strategie per curarlo:
tenerlo sotto controllo, renderlo pressoché inoffensivo, domarlo. È questa la
sfida della terapia adattiva, una nuova frontiera della cura del cancro che si
basa proprio sulla comprensione dei fattori ecologici ed evolutivi che regolano
la crescita e la progressione dei tumori.
Uno dei principali problemi a cui le terapie farmacologiche devono far fronte è
il fatto che, dopo un certo periodo di esposizione, molti tumori sviluppano una
resistenza ai farmaci. Si tratta di un classico fenomeno di “corsa agli
armamenti evolutiva”: se un farmaco non ha successo nell’uccidere tutte le
cellule tumorali, le poche sopravvissute – sopravvissute proprio in quanto
resistenti al farmaco – riprenderanno a riprodursi, e il cancro risorgerà dalle
sue ceneri in una forma più resistente. La terapia adattiva prova ad aggirare il
problema cambiando strategia: non più un bombardamento con grandi quantità di
farmaco citotossico, con l’obiettivo di eliminare tutte le cellule tumorali, ma
un’esposizione modulata per indebolire la “comunità” tumorale prima bloccandone
la crescita, e poi rallentandole il tasso di evoluzione.
> Modulando l’esposizione di una popolazione tumorale a determinati farmaci se
> ne può influenzare la direzione evolutiva, ad esempio rallentando il tasso di
> crescita e inibendo la cooperazione tra cellule.
A informare questo approccio, che aggiunge un ulteriore livello alla complessità
dei processi e dei meccanismi alla base del cancro, vi sono alcune osservazioni:
ad esempio, si è notato che le cellule tumorali presentano un ciclo riproduttivo
più lento se si trovano a vivere in un microambiente non particolarmente ostile
e hanno a disposizione una fonte di risorse stabile, mentre pare che il tumore
cresca più rapidamente e tenda a formare metastasi soprattutto quando le risorse
sono scarse e il microambiente non è più ospitale, e dunque le cellule “migrano”
verso nuovi lidi (un processo noto come “evoluzione per dispersione”). Una volta
compresi questi meccanismi, modulando l’esposizione di una popolazione tumorale
a determinati farmaci se ne può influenzare la direzione evolutiva, ad esempio
rallentando il tasso di crescita e inibendo la cooperazione tra cellule (che si
forma, anch’essa, soprattutto in condizioni di stress ecologico).
L’impiego oculato dei farmaci come pressione selettiva è una tecnica
promettente, ma non è l’unica strada percorribile. Un altro tipo d’intervento
consiste nel potenziare o riparare i meccanismi di controllo del tradimento
cellulare che il tumore ha sospeso o “ingannato”, ad esempio coadiuvando la
funzionalità del sistema immunitario. Si può anche controllare l’afflusso di
risorse a cui il cancro può attingere, riducendole in modo lento e graduale così
che il tumore riduca la propria attività vitale. Si tratta di un approccio
comunemente usato in agricoltura per la gestione degli agenti infestanti e per
il trattamento delle malattie infettive, ma, in quanto basato su principi
ecologici ed evolutivi, è altrettanto valido per il trattamento del cancro.
Lo scopo ultimo della terapia adattiva è tenere sotto controllo il tumore e,
idealmente, cronicizzarlo, “aumentando così in modo significativo la vita del
paziente e riducendone le sofferenze attraverso la limitazione, piuttosto che
l’eradicazione, della crescita e della diffusione del cancro”. Il cancro,
insomma, è “un complesso sistema adattativo”, come lo hanno definito in un
articolo del 2015 i biologi Gunther Jansen, Robert Gatenby e Athena Aktipis. Per
poterlo trattare e, soprattutto, controllare, è necessario riconoscerne la
natura dinamica. Ampliare la nostra comprensione di questa malattia accogliendo
una visione evoluzionistica ci dà la speranza – conclude Aktipis nel suo libro –
di “creare un mondo in cui curare [il cancro] diventi una forma di controllo a
lungo termine”.
L'articolo Pensare come un tumore proviene da Il Tascabile.