Rita Levi Montalcini: la scienziata del Nerve Growth Factor (NGF)

“Ho perso un po’ la vista, molto l’udito. Alle conferenze non vedo le proiezioni e non sento bene. Ma penso più adesso di quando avevo vent’anni. Il corpo faccia quello che vuole. Io non sono il corpo: io sono la mente.” – E’ con una delle sue frasi più conosciute che iniziamo oggi a raccontarvi l’intricata storia di una delle scienziate italiane di cui andare più orgogliosi: Rita Levi Montalcini.

Rita Levi Montalcini non è solo l’esploratrice del sistema nervoso, ma è anche simbolo di una ricerca scientifica che con forza supera le avversità, anche quando queste avversità hanno il nome di “seconda guerra mondiale”. Lei è il simbolo di una mentalità brillante che non si arrende di fronte all’effimera fugacità del tempo. Una scienziata nota non solo per i suoi contributi scientifici, ma anche per la sua tenacia nel trovare sempre la via da intraprendere per non restare immobili. 

Biografia

Rita Levi Montalcini nasce a Torino il 22 aprile 1909 da una famiglia colta e propositiva verso la ricerca intellettuale. Nel 1930, successivamente alla morte della sua governante a causa di un cancro, la giovane scienziata decide di iscriversi alla facoltà di medicina di Torino. All’età di 21 anni ha l’occasione di poter entrare nella scuola medica dell’istologo Giuseppe Levi e da qui comincerà, passo dopo passo, a tracciare la sua brillante carriera. E’ proprio grazie al suo professore in scienze biologiche che Rita inizia gli studi sul sistema nervoso, ignara che questi la accompagneranno per tutta la vita (Fig. 1).

La scienziata descrive quel periodo come uno dei più stimolanti della sua vita. Come darle torto; accanto a sé ebbe, come compagni universitari, due futuri premi Nobel: Salvador Luria e Renato Dulbecco. Tutti e tre infatti furono studenti di Giuseppe Levi, che grazie ai suoi preziosi insegnamenti su come affrontare i problemi scientifici in modo rigoroso, ha lasciato in questi futuri scienziati un seme, in grado poi, di germogliare in modo magnifico.

Nel 1936, la Montalcini ottiene la sua laurea con la votazione di 110 e lode e due anni dopo, ancora incerta se dedicarsi all’ambito medico o alla ricerca,  si iscrive alla specializzazione di neurologia e psichiatria. Siamo in un periodo storico complicato, le tensioni a livello mondiale sono sempre più forti e nell’aria c’è già il sentore che la popolazione possa andare incontro ad un evento già accaduto in passato: una guerra mondiale.

Le leggi razziali e la seconda guerra mondiale

In tutta questa storia, abbiamo finora omesso un dettaglio: la famiglia di Rita Levi Montalcini era ebrea. Come potete immaginare quindi da questo momento le cose, per la scienziata, iniziano a complicarsi gradualmente. 

Nel 1938, a causa delle leggi razziali, le viene impedito di poter continuare la sua esperienza come assistente volontaria nella clinica delle malattie nervose e mentali, ma con grande tenacia riesce a completare la sua specializzazione. Poco dopo, nel 1939, Rita è costretta a fuggire in Belgio, dove si trovava anche la sua famiglia ed il suo professore, Levi.

Le continue fughe

Davanti ad un mondo oppressivo che stava andando in frantumi, la scienziata continuò a trovare il modo di poter progredire con le sue ricerche continuando gli studi sul differenziamento del sistema nervoso all’istituto di neurologia dell’università di Bruxelles.

Agli inizi del 1940, ritorna a Torino dove poco dopo la raggiungerà di nuovo anche il suo professore. Qui la brillante ricercatrice, in assenza di altre possibilità, mise su un vero e proprio laboratorio domestico dove, insieme al prof. Levi, continuò le sue ricerche. L’obiettivo era quello di comprendere il ruolo dei fattori genetici ed ambientali nella differenziazione dei centri nervosi.

In quel laboratorio Rita Levi-Montalcini e Giuseppe Levi, lavorando su embrioni di pollo, scoprirono il fenomeno della morte di intere popolazioni nervose nelle fasi iniziali del loro sviluppo, ciò che ad oggi viene definito con il termine apoptosi.

La guerra continuava intanto a distruggere ogni cosa. Rita fu allora costretta a fuggire anche da Torino, rifugiandosi dapprima nelle colline astigiane e successivamente a Firenze. Furono anni di fughe, paura, e nascondigli. Ma non credete che si arrese: ogni momento per la Montalcini era buono per scoprire qualcosa.

La sua famiglia si salvò dall’olocausto e, nell’agosto del 1944, Rita divenne medico presso il Quartier Generale anglo-americano. Qui comprese davvero che quello non era il suo posto, ma che la sua vera vocazione era solo ed esclusivamente per la ricerca. Nel 1945 tornò a Torino e finalmente ebbe modo di riprendere in mano la sua vita ed i suoi studi.

Il periodo americano

Nel 1946 il biologo Viktor Hamburger, interessato a progetti simili ed in sintonia con quelli della ricercatrice italiana, la invitò a St. Louis, a proseguire le ricerche presso il Dipartimento di zoologia della Washington University. Rita, entusiasta, accettò e prese questa proposta come una nuova stimolante esperienza di una durata di pochi mesi.

Alla fine, però, Rita Levi Montalcini rimase in America per ben 30 anni ed è proprio qui che realizzò gli esperimenti fondamentali che la condussero al successo. Nel 1951-52, durante la sperimentazione di un trapianto di tumore di topo sul sistema nervoso dell’embrione di un pulcino, identificò la presenza di una proteina con un ruolo essenziale nella crescita e differenziazione delle cellule nervose sensoriali e simpatiche. Un fattore di crescita nervoso che, successivamente e più consapevolmente, chiamò Nerve Growth factor (NGF) e che le valse il premio Nobel per la medicina nel 1986.

Tra Italia ed America

Nel 1956 venne nominata professoressa associata e, solo due anni dopo, ordinaria.

Durante la carriera negli Stati Uniti, lavorò assiduamente anche in Italia: tra il 1961 ed il 1969 diresse il Centro di Ricerche di neurobiologia creato dal Consiglio Nazionale delle Ricerche (Roma) presso l’Istituto Superiore di Sanità, in collaborazione con l’Istituto di Biologia della Washington University, e dal 1969 al 1979 rivestì la carica di Direttrice del Laboratorio di Biologia cellulare del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR). Dal 1989 al 1995 lavorò presso l’Istituto di neurobiologia del CNR con la qualifica di “superesperto”, concentrandosi sullo spettro di azione del Nerve Growth Factor.

Inoltre, è stata membro delle maggiori accademie scientifiche internazionali, come, ad esempio, l’Accademia Nazionale dei Lincei per la classe delle Scienze Fisiche, la Pontificia Accademia delle Scienze (prima donna ammessa), l’Accademia Nazionale delle Scienze detta dei XL, la National Academy of Sciences statunitense e la Royal Society. Per i suoi tanti talenti e meriti è stata anche nominata senatrice a vita.

Dopo un’intera vita impegnata nella ricerca e nel sociale, il 30 dicembre 2012, Rita Levi Montalcini si spegne a Roma, alla veneranda età di 103 anni, lasciando dietro di sé un regalo inestimabile per tutti noi: i frutti della sua conoscenza.

Scoperta

L’identificazione del Nerve Growth Factor (Fig.2) fu un processo lungo e complesso, anche perché a quel tempo non vi erano tutte le strumentazioni di avanguardia che oggi possiamo avere nei nostri laboratori, soprattutto se ricordiamo che per gran parte delle sue ricerche, la scienziata, lavorò in un laboratorio domestico.

La base degli esperimenti di Rita Levi Montalcini venne ispirata da un lavoro pubblicato da Elmer Bueker nel 1948.

Questo ricercatore aveva trapiantato frammenti di un tumore maligno di topo (S180) alla base dell’abbozzo di uno degli arti di embrioni di pollo. Come risultato ottenne che, alcuni giorni dopo, il frammento di tumore risultava innervato da fibre che provenivano da cellule limitrofe al trapianto. La Montalcini replicò questi esperimenti ed ipotizzò che il tessuto tumorale fosse in grado di rilasciare un fattore in grado di favorire la crescita delle fibre nervose.

Nel 1956, grazie all’aiuto dei suoi preziosi collaboratori, la ricercatrice riuscì finalmente ad isolare la proteina e nel ’59 venne prodotto un antisiero specifico in grado di inibire l’effetto del Nerve Growth Factor. Questo permise al team di ricerca di individuarne il ruolo: prodotto nei tessuti e negli organi periferici, il Nerve Growth Factor viene trasportato per via retrograda fino ai neuroni innervanti che vanno incontro a morte qualora questo trasporto venga bloccato.

Ad oggi l’NGF viene definito come una neurochina in grado di agire su diversi fronti: nervoso, immunologico ed endocrino. Per le sue grandi potenzialità e versatilità, questo fattore è ancora al centro di molti studi con risvolti terapeutici davvero sorprendenti.

Contributo scientifico di Rita Levi Montalcini

L’identificazione del Nerve Growth Factor ha aperto le porte a nuove linee di ricerca nei confronti di diverse patologie:

Nerve Growth Factor e Neuropatie periferiche

I dati ottenuti in modelli animali dimostrano che neuropatie periferiche (disfunzioni dei nervi periferici), associate a differenti malattie, potrebbero essere caratterizzate da una disregolazione della sintesi, del trasporto e dell’utilizzo, da parte dei neuroni, di NGF. Ciò conferisce all’NGF un valore eziologico nello sviluppo di sintomi neuropatici associati ad esempio a diabete, infezioni da HIV o chemioterapia, ed indica la neurochina come un  possibile strumento farmacologico nel trattamento di queste neuropatie.

Nerve Growth Factor e diabete

Il diabete è spesso caratterizzato da complicazioni importanti come la disfunzione e la degenerazione di diversi tipi di neuroni. In particolare, la degenerazione delle fibre sensoriali di piccolo diametro è responsabile dei sintomi più debilitanti. Nel diabete sperimentale sono stati dimostrati deficit del trasporto di NGF sia nei tessuti che nel siero. Per questo motivo, è stato prodotto un NGF umano ricombinante e si stanno svolgendo studi su pazienti con polineuropatia diabetica.

Alcuni studi clinici sono già stati effettuati ed hanno rivelato un miglioramento significativo dei sintomi neuropatici nei pazienti trattati con la neurochina, ma hanno anche evidenziato il verificarsi di effetti collaterali, come iperalgesia al sito di iniezione, mialgie e artralgie, che hanno limitato l’accecamento dello studio, portando ad ulteriori risultati inefficaci. Comunque, questa via di ricerca è stata considerata incoraggiante.

Nerve Growth Factor e HIV

Questo fattore potrebbe trovare ampio utilizzo anche come terapia nelle complicanze dei nervi periferici in pazienti con virus dell’immunodeficienza umana (HIV). Circa 10 anni fa, sono stati svolti studi clinici al riguardo ma con risultati contrastanti a livello di efficacia. Anche in questo caso però, data l’alta potenzialità della neurochina, si sta procedendo a studi più approfonditi.

Nerve Growth Factor e malattie neurodegenerative

Studi su modelli murini hanno evidenziato come l’NGF sia in grado di agire direttamente su due classici tratti distintivi dell’Alzheimer: neurotossicità β-amiloide e iperfosforilazione della tau. Esperimenti in vitro ed in vivo hanno indicato l’NGF come un fattore anti-amiloidogenico diretto, essendo in grado di regolare sia l’espressione genica dell’amiloide che il processamento delle proteine. Inoltre, è stato dimostrato che l’NGF contrasta l’iperfosforilazione della tau conferendo così importanti spunti per potenziali sviluppi terapeutici in questo campo.

Riconoscimenti di Rita Levi Montalcini

• 1963: Premio Max Weinstein (prima donna a riceverlo per contributi eccezionali nel campo della ricerca neurologica)
• 1969: Premio Internazionale Feltrinelli
• 1974: William Thomson Wakeman Award dalla National Paraplegia Foundation.
• 1982: Lewis S. Rosentiel Award dalla Brandeis University, per il notevole lavoro nella ricerca medica
• 1983: Louisa Gross Horwitz Prize of Columbia University
• 1986: Albert Lasker Basic Medical Research Award
• 1986: Premio Nobel per la medicina (Fig.3).
• 2001: senatrice a vita
• 2004: Premio Internazionale Bonifacio VIII dall’Accademia Bonifaciana di Anagni.
• 2009: Wendell Krieg Lifetime Achievement Award, riconoscimento internazionale istituito dalla più antica associazione internazionale dedicata allo studio del sistema nervoso, il Cajal Club.
• 2012: Premio Franca Florio “Scienziati Italiani Patrimonio dell’Umanità” conferito agli Scienziati Italiani.

Inoltre ha ottenuto ben 5 lauree honoris causa da:

• Università di Uppsala
• Weizmann Institute di Israele
•  Saint Mary University e Constantinian University (USA)
• Università Bicocca (Milano)
• dal Politecnico di Torino.

E’ estremamente difficile riuscire a sintetizzare in un singolo articolo tutto ciò che questa brillante scienziata è riuscita a fare in 103 anni di vita. E’ altrettanto difficile riuscire ad enumerare tutte le importanti associazioni di cui è stata membro e tutte le innumerevoli battaglie in cui si è posta in prima linea.

Una cosa però di sicuro, leggendo queste poche righe, è emerso: ogni limite può essere abbattuto se si vuole seguire davvero la via della ricerca scientifica. Non bisogna arrendersi ma bisogna avere coraggio.

Uno dei libri più famosi di Rita Levi Montalcini si intitola proprio “Abbi il coraggio di conoscere” e di questo coraggio, la Montalcini, nella sua vita, ne ha avuto davvero tanto.

Ilaria Bellini

Fonti

• https://www.studenti.it/rita-levi-montalcini-biografia-e-scoperte.html
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3543237/
• https://it.wikipedia.org/wiki/Rita_Levi-Montalcini
• “Abbi il coraggio di conoscere.” Rita Levi Montalcini

Fonti immagini:

• Figura 1: http://romasociale.com/5-anni-fa-moriva-a-roma-rita-levi-montalcini-appello-alla-sindaca-raggi-per-intitolarle-una-strada/;
• Figura 2: https://www.sinobiological.com/resource/ngf/proteins#pid=1;
• Fig.3: https://www.venividivici.us/grandi-personaggi/la-forza-della-ragione-rita-levi-montalcini/