Rita Levi Montalcini

Rita Levi

Montalcini



Rita Levi Montalcini è nata a Torino il 22 Aprile 1909.

Figlia di un ingegnere e di una pittrice, Rita decide all’età

di vent’anni di dedicarsi allo studio della medicina e di

intraprendere una carriera scientifica, contrariamente alla

volontà paterna.

Si iscrisse dunque alla facoltà di Medicina e Chirurgia

all’Università di Torino nell’autunno del 1930, dove poi

laurearsi con lode nel 1936.

Molto importante nella formazione della Levi era stata la

figura di Giuseppe Levi, titolare della cattedra di istologia e

maestro di altri due futuri premi nobel:

 (1975) RENATO DULBECCO: Studiò per primo le trasformazioni indotte dalle

radiazioni nel DNA dei fagi che lo portarono a scoprire il virus mutante della

poliomielite, poi spostò l'attenzione sui virus che inducono tumori, descrivendo il

meccanismo di interazione tra i DNA della cellula ospite e del virus, per cui la

cellula incorpora il DNA virale rendendo la modificazione tumorale ereditaria;

 (1969) SALVADOR LURIA: lavorando sulla genetica dei virus e dei batteri,

conseguendo poi risultati fondamentali sui meccanismi di mutazione e

riproduzione del DNA.

Dopo la laurea fermamente intenzionata a proseguire la sua carriera

accademica come assistente e ricercatrice in NEUROBIOLOGIA e

PSICHIATRIA, tanto è vero che fin dai primi anni universitari si dedica agli studi

sul sistema nervoso in particolare sulle cellule nervose, fu costretta nel 1938,

con l’emanazione delle leggi razziali e manate dal regima fascista, ad emigrare

per proseguire le sue ricerche sui processi di differenziamento del sistema

nervoso.

Sino all’invasione tedesca rimane ospite dell’istituto di neurologia dell’università

di Bruxelles, in Belgio con la compagnia di Giuseppe Levi emigrato insieme a

lei.

La passione per la sua materia la spinge e le dona la forza per andare avanti

tanto che continua le sue ricerche in un laboratorio casalingo di fortuna a Torino,

dove con il suo maestro inizia a far pratica di studio, sullo sviluppo del sistema

nervoso negli embrioni di pollo.

Nel 1943 l’invasione tedesca costringe Rita Levi Montalcini ad

abbandonare la città e a rifugiarsi a Firenze, dove vivrà in clandestinità per

qualche anno, ma nel 1944 con l’avanzamento delle forze anglo-americane

si presterà a collaborare come medico volontario presso un campo di

rifugiati.

Finalmente nel 45 la guerra finisce, lasciandosi alle spalle milioni di morti e

devastazioni inimmaginabili in tutti i paesi e dopo un così lungo pellegrinare

senza un posto sicuro dove rifugiarsi, Rita torna nella sua città natale e

riprende le sue importanti ricerche insieme a Levi, sempre attraverso un

laboratorio domestico. Poco dopo nel 1947 riceve un’offerta difficilmente

rifiutabile dal dipartimento di Zoologia della Waschinton University di Saint

Louis come docente di neurobiologia, dove sarebbe poi arrivata alla

scoperta del fattore di crescita nervosa: Nerve growth factor (NGF).

Accettando però non sapeva ancora che l’America diventerà una sorte di

sua seconda patria perché la elogerà con incarichi prestigiosi per oltre

tent’anni.

Negli anni Sessanta la Levi Montalcini si divideva tra St Louis e Roma, dove

aveva iniziato ad organizzare attività di ricerca in neurobiologia presso il

Consiglio Nazionale delle Ricerche. Nel 1977, tornata definitivamente in

Italia, assumeva la direzione del Laboratorio di Biologia cellulare del C.N.R.

a Roma, attivando inizialmente il solo reparto di Neurobiologia, presso il

laboratorio di chimica biologica dell’Istituto Superiore di Sanità e

focalizzando la ricerca sull’NGF .

Nel Laboratorio si effettuavano la comparazione dell’NGF estratto

da tessuti di varie specie animali, il sequenziamento degli

aminoacidi dell’NGF estratto dalla ghiandola salivare del topo, lo

studio dell’attività biologica dei vari frammenti peptidici; l’analisi

strutturale e ultrastrutturale dell’effetto NGF. L’indagine a livello

ultrastrutturale poneva in rilievo le caratteristiche essenziali

dell’effetto NGF in cellule nervose embrionali e in cellule simpatiche

in via di differenziazione ed adulte.

In tutti i casi si osservava la produzione massiva di neurofilamenti,

aumento del complesso di Golgi e modificazioni quanti e qualitative

del reticolo endoplasmatico. Analisi biochimiche di cellule nervose

trattate con l’NGF condotte in vitro dimostravano un rilevante

aumento della sintesi proteica, lipidica, degli acidi ribonucleici e

della utilizzazione dei carboidrati da parte di gangli sensitivi e

simpatici embrionali incubati in un mezzo contenente il fattore NGF.

L’effetto non si realizzava in presenza di inibitori specifici della

sintesi proteica ed era quasi completamente annullato da inibitori

della sintesi degli acidi ribonucleici.

La scoperta dell'NGF

Nell’estate del 1940, la Levi Montalcini legge un lavoro di Viktor Hamburger,

studioso leader nell’uso degli embrioni di pollo per lo studio dell’embriologia

del sistema nervoso. Nel 1927, Hamburger aveva usato l’embrione di pollo

per studiare lo sviluppo del midollo spinale e aveva ottenuto in quella

ricerca e successivamente nello studio pubblicato nel 1934, che lo sviluppo

del sistema nervoso fosse in qualche modo influenzato da segnali

provenienti dai tessuti circostanti e in grado di indirizzare la differenziazione

dei neuroni, la crescita delle fibre nervose e l’innervazione degli organi. La

Levi Montalcini decideva che gli esperimenti di Hamburger costituivano la

base ideale per le possibilità di indagine offerte dal suo laboratorio

domestico. L’esperimento prevedeva l’amputazione degli abbozzi di ala

nell’embrione di tre giorni. Successivamente, dopo 17 giorni, la Montalcini e

Levi sacrificavano un embrione al giorno per fissare e studiare al

microscopio il midollo spinale.

L’osservazione del preparato

dimostrava l’assenza dei neuroni

motori preposti all’innervazione

delle ali. Hamburger aveva

interpretato questa evidenza come

incapacità dei neuroni di sviluppare

in assenza dell’abbozzo delle ali,

mentre la Levi Montalcini e Levi,

dicevano che questi stessi neuroni

si erano divisi,ma avevano iniziato il

processo di crescita e migrazione

delle fibre e che poi erano morti.

Così, nel laboratorio domestico i

due avevano stabilito il principio

della morte neuronale, finita la

guerra i due riprendevano il lavoro

presso l’istituto di anatomia di

Torino. Nel 1946 l’incontro dei due

studiosi (Levi Montalcini e

Hamburger) metteva assieme ed

integrava competenze diverse, che

erano proprie e che mancano

rispettivamente ad ognuno dei due.

Nell’autunno del 1947, la Levi Montalcini dimostrava conclusivamente il

fenomeno, già osservato con Giuseppe Levi, della morte cellulare nei neuroni

programmati per afferire ad un territorio embriologico in corso di sviluppo ma

asportato sperimentalmente. Ciò indicava fortemente che la regione amputata

regolava in qualche modo ancora sconosciuto la proliferazione e lo sviluppo

cellulare del tessuto nervoso destinato ad innervarla.

In quello stesso periodo, un dottorando di Hamburger, iniziava esperimenti di

innesto del sarcoma 180 (S 180), un tumore maligno del topo, in embrioni di

pollo. Queste indagini portavano alla scoperta che l’S 180 veniva raggiunto da

un’intensa proliferazione di fibre nervose emergenti dai gangli vicini. Cosa

ancora più interessante era che questi stessi gangli apparivano più grandi

rispetto a quelli controlaterali dell’arto non innestato con S 180. Hamburger

descrisse le indagini del suo allievo alla Levi Montalcini, che decise

immediatamente di riprodurle su scala più vasta e con tecniche istologiche più

sofisticate. Le ricerche della Levi Montalcini confermavano le evidenze

ottenute e mettevano in evidenza ulteriori aspetti del fenomeno:

 l’aumento del volume dei gangli nervosi situati in

prossimità dell’innesto di S 180 era sei volte

maggiore di quello tipico legato al trapianto di un

arto soprannumerario e perciò non assimilabile a

quest’ultimo;

 la distribuzione e la diffusione delle fibre nervose

nel sarcoma innestato era casuale, e non portava

alla effettiva connessione con le cellule tumorali,

come al contrario avviene tra fibre nervose e

tessuti in sviluppo embrionale;

 le fibre del sistema nervoso simpatico

penetravano nella cavità delle vene ostruendo la

circolazione.

Fu soprattutto quest’ultima evidenza a suggerire alla Levi Montalcini l’idea

che l’effetto del sarcoma 180 fosse dovuto al fatto che le cellule tumorali

rilasciassero una qualche sostanza diffusibile in grado di stimolare la

differenziazione e la crescita delle cellule nervose recettive alla sua azione.

Quindi per valutare quest’ultima ipotesi, la Levi Montalcini trapiantava

frammenti di S 180 sulla membrana corio-allantoidea di embrioni tra il

quarto e il sesto giorno d’incubazione, posizionadoli in modo tale da eludere

qualunque contatto diretto tra i tessuti tumorali e quelli dell’embrione. I

risultati coincidevano con quelli ottenuti precedentemente ed in sostanza

corroboravano l’ipotesi che le cellule tumorali rilasciassero una sostanza

stimolante la crescita nervosa.

Era una spiegazione che infrangeva i principi fondanti dell’embriologia del

tempo, secondo i quali la differenziazione delle cellule era guidata

esclusivamente dal programma genetico. Allo stesso tempo, inoltre, l’ipotesi

della Levi Montalcini prefigurava per la prima volta l’esistenza di fattori

secreti da cellule in grado di stimolare ed indirizzare la crescita delle cellule

nervose.

La freddezza e la perplessità con cui fu

accolta la comunicazione fatta dalla Levi

Montalcini su queste scoperte nel

dicembre 1951 alla New York Academy of

Science è imputabile al carattere

rivoluzionario delle evidenze accertate.

La Levi Montalcini si orientava così verso

un protocollo sperimentale più rapido e

riproducibile, passando dalle ricerche

sull’embrione a quello in vitro. La

Montalcini sotto la guida di Hertha Meyer e

Carlo Chagas, iniziava ad utilizzare la

coltura in vitro. L’uso dell’incubazione dei

tessuti in vitro confermava i risultati delle

ricerche condotte sull’embrione. I tessuti

coltivati in mezzo semi-solido ed in

prossimità di frammenti di sarcoma 180,

ma non di altri espianti neoplastici o

normali, andavano incontro ad un’intensa

proliferazione di fibre che si estendevano

in una densa raggera. Il problema era

quello isolare ed identificare questo fattore

di crescita.

Quando nell’inverno 1953 la Levi Montalcini tornava a St Louis Hamburger le

affiancava Stanley Cohen, un giovane biochimico. Nel 1954 Cohen riusciva ad

isolare ed identificare una frazione nucleo-proteica tumorale in grado di

stimolare la crescita nervosa, che veniva chiamata Nerve Growth Factor, NGF.

Si doveva ora accertare quale delle due frazioni era l’elemento neurotrofico

attivo. A questo proposito Cohen chiedeva un parere a un biochimico esperto di

enzimi che suggeriva a Cohen di usare veleno di serpenti, in quanto in grado di

degradare gli acidi nucleici. Quando la Levi Montalcini provò il veleno di

serpente su una frazione di tessuto nervososi determinò un risultato inatteso. La

sostanza produceva una stupefacente crescita nervosa, equiparabile a quella

del sarcoma 180. Ma dato che il fattore neurotonico era considerevolmente

maggiore nel veleno rispetto al tumore, in proporzione circa di 1 a 1000, divenne

possibile identificare l’NGF in una molecola proteica della quale si

determinarono sia il peso molecolare che le proprietà fisico-chimiche.

Nel 1958 veniva scoperta un’altra ricca sorgenti di NGF nelle ghiandole

sottomandibolari del topo. Cohen estraeva la molecola attiva dell’NGF e la Levi

Montalcini riproduceva tutti gli esperimenti sino ad allora condotti ottenendo di

nuovo gli stessi risultati.

La questione aperta era quella del chiarimento dell’eventuale ruolo di

questa molecola nel normale sviluppo embriologico del sistema nervoso.

Nel 1959, un esperimento condotto con un antisiero specifico contro l’NGF

iniettato in cavie ai primi giorni di vita provava che l’inattivazione dell’NGF

endogeno determinava una marcata atrofia dei gangli simpatici. Era la

dimostrazione che l’NGF costituisce un fattore fondamentale nel normale

sviluppo del sistema nervoso. Dal 1960 in poi venivano determinati i

meccanismi d’azione dell’NGF, le relazioni con i recettori, i vari ruoli

funzionali, l’identità chimica, la dimensione genetica, l’interazione col

sistema nervoso centrale, con quello immunitario e col sistema endocrino,

l’influenza sul comportamento. La ricerca sull’NGF ha aperto inoltre il filone

di studio dei fattori di crescita ed è così diventata un programma di indagine

a carattere paradigmatico che ha mutato il volto ed indicato nuove frontiere

della ricerca nelle neuroscienze.

IL NOBEL

Viene assegnato a Rita Levi Montalcini

e Stanley Cohen un riconoscimento

prestigioso, il nobel, "per le loro

scoperte sui fattori di crescita".

Queste scoperte sono risultate di

fondamentale importanza per la

comprensione dei meccanismi che

regolano la crescita di organi e cellule.

Le varie tappe della crescita cellulare

erano note da tempo. La scoperta del

nerve growth factor (NGF), ad opera

di Rita Levi Montalcini e dell'epidermal

growth factor (EGF), ad opera di

Stanley Cohen, hanno mostrato il modo

in cui la crescita e la differenziazione

delle cellule sono regolate. La

scoperta del NGF è un affascinante

esempio di come un acuto osservatore

possa estrapolare da un apparente

caos una limpida teoria.





FINE