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Far comunicare le cellule come se fossero un circuito elettronico: fantascienza? Non più, almeno da quando un gruppo di ricercatori del Dipartimento di Biologia Cellulare e Molecolare dell’Università di Gothenburg (Svezia) è riuscito a modificare geneticamente una coltura di cellule di lievito in modo da creare un complesso sistema che potrebbe aiutare le nostre stesse cellule a mantenersi in salute. La ricerca è stata pubblicata su Nature. 

Gli studiosi hanno usato le cellule di lievito che da molti decenni sono impiegate dalla comunità scientifica perché mimano abbastanza bene le cellule di tutti gli organismi superiori tra cui l’uomo. Sono semplici e facilmente reperibili e, pur nella loro semplicità, funzionano con meccanismi analoghi a quelli tipici degli esseri viventi più complessi, per cui sono usate come modello per diversi studi di questo tipo. 

I ricercatori hanno così modificato geneticamente una coltura di queste cellule, generando un vero e proprio ‘circuito biologico’ in grado di trasmettere informazioni grazie all’emissione di molecole messaggio da parte delle cellule stesse, alterate in modo da renderle sensibili all’ambiente esterno, con una dinamica assimilabile a quella che avviene in un network elettronico.

Il passo verso l’applicazione medica sembra dunque breve, perché se le cellule sono in grado, ad esempio, di rivelare cambiamenti nei livelli di alcuni ormoni, o di biomarker tipici di qualche disturbo, potrebbero poi inviare il segnale ai vicini di circuito, generando un vero e proprio ‘medico molecolare’. 

Pur essendo lontani da un vero e proprio computer biologico, il passo compiuto dagli studiosi dell’università svedese va in quella direzione. “Anche se cellule ingegnerizzate non possono fare lo stesso lavoro di un computer - sostiene Kentaro Furukawa, coautore dello studio - il nostro lavoro spiana la strada per la costruzione di complesse architetture cellulari. Nel futuro ci aspettiamo sia possibile utilizzare simili sistemi di comunicazione cellula-cellula nel corpo umano per rivelare cambiamenti nello stato di salute, aiutare a combattere le malattie ad uno stadio precoce, o per agire come biosensori di inquinanti in collegamento con i nostri sistemi di difesa”. 

Una possibile applicazione di questa scoperta è dunque la costruzione di sistemi biologici che in natura non esistono. I ricercatori ne hanno infatti messo a punto diversi, come interruttori di circuito, oscillatori e sensori. Alcuni di questi network artificiali potrebbero essere impiegati nell’industria e nella medicina. Tuttavia, questo enorme potenziale è molto limitato dal fatto che raramente costruzioni artificiali funzionano 'in vivo', cioè negli organismi naturali, come ci si aspetta. Gli scienziati stanno lavorando a possibili soluzioni di questo problema.

Roberta De Carolis