Quel lavoro di ricerca tra fisica e biologia

PER comprendere un fenomeno biologico a volte bisogna guardarlo e basta, meglio se solo con gli occhi, il microscopio e il computer, e la mente sgombra da tutte le informazioni non strettamente necessarie. Perché l’occhio sa ancora vedere cose di cui nessuna macchina, da sola, coglie l’importanza. E perché essere sottoposte a stress tanto fisici quanto osservabili di ogni tipo (stiramenti, contratture, pressioni, cambiamenti di acidità, temperatura, campi elettrici) è la normalità per tutte le cellule, sane e non, anche se negli ultimi decenni questa banalità biologica non è mai stata presa troppo in considerazione con lo scopo di capire se vi si potessero cogliere informazioni importanti. Lo fa, da qualche anno, la meccanobiologia, che riunisce in sé una quantità di competenze un tempo rigidamente separate le une dalle altre: la fisica, la chimica, l’ottica, la matematica, l’informatica, la biologia, la statistica, l’ingegneria, la medicina e altro ancora. Non stupisce, quindi, che a guidare uno dei laboratori più grandi dell’Istituto Firc per l’oncologia molecolare (Ifom) di Milano sia un fisico come Dario Parazzoli, e che tra la decina di persone che lavorano con lui ci siano figure professionali molto diverse. Spiega Parazzoli: «La domanda di base è semplice: possiamo visualizzare e poi misurare fenomeni fisici, meccanici e biologici che ci aiutino a capire meglio, nel nostro caso, che cosa distingue una cellula neoplastica da una sana e, quindi, come sfruttare tali differenze?». Non è affatto semplice sbirciare, mentre avvengono, accadimenti biologici, farlo in strutture che misurano millesimi di millimetro o meno e poi quantificarne la natura. Ma non è impossibile. «Facciamo un esempio. Le cellule tumorali sono molto più elastiche di quelle sane, e questo consente loro di passare attraverso i capillari e di insediarsi in tessuti proibiti a quelle normali. Questa facilità di movimento, questa elasticità sono regolate da leggi fisiche, e oggi si possono studiare; ciò ci consente di chiederci: possiamo modificare la duttilità e la rigidità fino a impedire il moto? Lo stesso vale per la forma e la dimensione di una cellula, o per la sua capacità di aderire a un tessuto, per gli effetti fisici di un danno, o per quello che succede quando il Dna si muove e la doppia elica si apre per consentire la duplicazione». Su questo aspetto Parazzoli ha appena pubblicato su Nature Materials uno studio nel quale si dimostra che la cromatina, ovvero la struttura che racchiude il Dna a riposo, se sottoposta a una pressione meccanica, attiva l’espressione un gene che regola poi la replicazione del Dna: è quindi lo stimolo meccanico il primum movens che attiva il tutto. Ma ciò che conta è che il ricercatore ha riprodotto sotto la lente del microscopio, fotografato e misurato esattamente quello che succede quando la cellula inizia a replicarsi, e aver trovato le condizioni in cui fare ciò potrebbe avere ripercussioni molto importanti per capire come fermare la crescita incontrollata.Già, i microscopi, anima pulsante del laboratorio di imaging. E qui sta, spesso, il segreto del successo di un esperimento. «Quando dobbiamo decidere che tipo di immagine cercare, ognuno fornisce la sua competenza: i biologi dicono la loro dal punto di vista del campione e dell’ipotesi sul tavolo, i fisici ribattono illustrando le potenzialità e i limiti fisici e ottici di una certa tecnica; i bioinformatici spiegano che quell’immagine si può ricostruire nitidamente al computer, oppure che, viceversa, il rumore di fondo confonderebbe tutto e così via. Ogni volta la situazione è diversa, e specifica, e questo permette spesso di giungere a soluzioni impreviste, ma funzionali per lo scopo iniziale». Per capire il cancro, ad esempio, bisogna sapere anche come esso si muove e vive, e per sapere questo basta fare una cosa: osservare la danza dei fotoni. ©RIPRODUZIONE RISERVATA

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