L’RNA messaggero

Nella mia grassa ignoranza in biologia ho sempre pensato che l’RNA, l’acido ribonucleico, fosse una versione ridotta e primitiva del DNA, l’acido desossiribonucleico. E difatti era così. Nelle prime forme di vita che hanno popolato il nostro (amato?) pianeta era proprio così. Quindi non mi sono sbagliato di molto, solo di qualche miliardo di anni… Ora tutti gli esseri viventi cellulari (dai batteri microscopici alle piante, fino agli animali e agli esseri umani) utilizzano rigorosamente il solo DNA come archivio immutabile del proprio patrimonio genetico. Solo alcuni virus, neppure tutti, usano ancora l’RNA come depositario unico del loro genoma. Ma sappiamo che i virus non sono una vera e propria specie vivente, rappresentano il confine tra la materia viva e quella non viva (potresti leggere il nostro articolo su Virus e Batteri se questo argomento ti incuriosisce).

L’RNA, quindi, non rappresenta una forma meno evoluta del DNA, nel senso che non svolge la stessa funzione. Ma non per questo è meno importante e meno essenziale per la vita delle nostre cellule, e quindi di ogni essere vivente. Il DNA contiene tutte le informazioni necessarie al corretto funzionamento delle nostre cellule. Rappresenta il codice della nostra forma di vita, custodito come in una cassaforte all’interno del nucleo di ognuna delle nostre cellule. L’RNA mette in pratica le informazioni contenute nel DNA. Il DNA è la mente, l’RNA le braccia. Il DNA è il programma di calcolo, l’RNA il chip che lo esegue. Senza il DNA, l’RNA non saprebbe cosa fare. Senza l’RNA, il DNA non sarebbe in grado di fare nulla.

Nel nostro articolo L’Incognita X, abbiamo descritto le nostre cellule come delle sofisticatissime fabbriche di particolari molecole che rappresentano i mattoni essenziali al funzionamento delle cellule stesse e di tutto il nostro organismo, le “proteine”. Ogni cellula è responsabile di produrre le proteine che servono a sé stessa e anche alcune che servono ad altri tipi di cellule che costituiscono altri organi. Ma quali sono le proteine che una cellula produce? Ecco, ogni cellula è come una fabbrica in cui il DNA pianifica e gestisce la produzione, in modo talmente dettagliato da fornire persino le istruzioni più elementari per produrre ogni genere di proteina, mentre l’RNA fa il resto. Il DNA comanda, l’RNA esegue.

In realtà, quando descriviamo il funzionamento delle nostre cellule, si dovrebbe parlare degli RNA (al plurale), non di un singolo RNA. Perché ce ne sono di vari tipi, ognuno con una propria particolare funzione. C’è l’RNA ‘operaio’, quello che realizza materialmente le proteine all’interno dei “ribosomi”, le ‘catene di montaggio’ in cui entrano amminoacidi ed escono proteine. C’è l’RNA ‘trasportatore’, incaricato di portare ai ribosomi il materiale con cui produrre le proteine: gli amminoacidi, appunto. Poi c’è l’RNA ‘messaggero’, quello che ci incuriosisce di più, semplicemente perché è al centro di pratiche di vaccinazione messe a punto recentemente, e quindi del dibattito scientifico (e non).

L’RNA messaggero svolge la funzione di comunicare ai ribosomi quali proteine devono produrre. Fa da ‘messaggero’, appunto. Tornando all’analogia con i nostri dispositivi di calcolo, l’RNA messaggero riceve le istruzioni singole dall’unità di controllo che esegue il programma di calcolo, il DNA, e le fornisce all’unità di calcolo, i ribosomi. L’RNA messaggero (che da ora in poi chiameremo con l’acronimo inglese “mRNA”) funge da tramite tra il nucleo e i ribosomi, ricevendo una copia di quella parte del DNA che contiene le istruzioni dettagliate e precise per produrre una particolare proteina.

       Una volta svolta la sua funzione di comunicazione, l’mRNA si distrugge subito. In nessun modo contiene informazioni che, in informatica, si definirebbero ‘persistenti’. È temporaneo, volatile, viene creato e distrutto, proprio perché contiene le istruzioni della prossima proteina da produrre in una determinata cellula, non di tutte le possibili proteine che possono essere prodotte dalle varie cellule. A differenza del DNA, l’RNA negli esseri viventi cellulari non ha nessuna funzione di conservare e preservare il patrimonio genetico. Semplicemente lo comunica, lo trasferisce pezzo a pezzo dal nucleo ai ribosomi, allo scopo di istruirli a produrre le proteine necessarie in un determinato momento. Ed ecco che entrano in gioco i virus…

I meccanismi di azione dei vari tipi di virus sono molto differenti tra loro. Tutti, però, in un modo o nell’altro, finiscono per usare l’mRNA! Ovviamente in modo ingannevole. Una volta penetrati nelle nostre cellule, i virus fanno in modo che i nostri ribosomi ricevano le istruzioni sbagliate, quelle che portano a produrre le proteine che fanno bene a loro; e quindi male a noi. Ci sono virus che agiscono sul DNA, ‘corrompendolo’, facendo cioè in modo che generi le molecole di mRNA contenente istruzioni corrotte, non quelle scritte nel nostro DNA. Poi ci sono virus che forniscono direttamente molecole di mRNA ai nostri ribosomi, istruendoli a produrre le proteine che servono alla loro replicazione, non certo alla salute delle nostre cellule. Insomma, i virus sfruttano i meccanismi vitali delle nostre stesse cellule per replicarsi sempre più al loro interno. E lo fanno istruendole in modo ingannevole attraverso l’mRNA.

Ecco allora l’intuizione di alcuni ricercatori: perché non usare lo stesso meccanismo che usano i virus, l’mRNA, per istruire le nostre cellule a produrre certe determinate proteine, quelle di cui hanno bisogno per assicurare la loro, e quindi la nostra, salute? Un’idea geniale, sicuramente. Ma non priva di difficoltà per essere realizzata. E anche di implicazioni che vanno al di là della scienza, che riguardano la sfera antropologica della nostra vita. In quali circostanze un intervento ‘esterno’ di questo genere diventa necessario, e quindi giustificato?

Il nostro organismo non è certamente indifeso di fronte agli attacchi di patogeni esterni. Le cellule ‘sentinella’ del nostro sistema immunitario sono in grado di rilevare la presenza di sostanze estranee e potenzialmente pericolose, i cosiddetti “antigeni”; a cui le cellule immunitarie rispondono in vario modo, principalmente cercando di produrre gli “anticorpi” corrispondenti, cioè delle proteine progettate esattamente per contrastare un determinato antigene. Un’arma che funziona solo contro un particolare nemico. Il che significa che abbiamo bisogno di un’arma di difesa diversa per ogni nemico diverso che ci attacca!

Non a caso i nostri linfociti B sono in grado di produrre e mettere in circolo gli anticorpi corrispondenti ad ogni particolare antigene. I linfociti B sono le nostre ‘fabbriche di anticorpi’, la nostra arma principale contro gli attacchi patogeni. Il problema si pone quando i linfociti B non sono ‘pronti’ a produrre gli anticorpi necessari e nelle quantità necessarie. Magari perché si trovano di fronte ad un antigene nuovo, che non conoscono. Un virus mai visto prima, ad esempio.  Ed ecco a cosa serve la vaccinazione.

Di vaccinazione abbiamo già diffusamente parlato in un nostro precedente articolo. In questo articolo cerchiamo di chiarire più specificatamente i meccanismi di funzionamento dei metodi vaccinali basati sull’mRNA. Sappiamo che il principio alla base di ogni vaccinazione è quello di stimolare la risposta immunitaria per prepararci ad un eventuale attacco di un certo antigene. A differenza dei vaccini tradizionali, i vaccini a mRNA non contengono l’antigene. Contengono le istruzioni necessarie a far produrre ai ribosomi delle proteine che ‘somigliano’ il più possibile a quelle utilizzate dall’antigene per penetrare nelle nostre cellule. Lo scopo è quello di allertare il nostro sistema immunitario, ‘addestrandolo’ a riconoscere un nuovo antigene e a produrre gli anticorpi necessari a fronteggiare un vero attacco. Un meccanismo tutt’altro che semplice da realizzare ma che ha il grandissimo vantaggio di essere in qualche modo ‘programmabile’, cioè facile da adattare ad un antigene diverso.

Sicuramente la versatilità rappresenta uno dei pregi dei vaccini a mRNA che hanno contribuito alla grande efficacia che hanno avuto nel contrastare il Coronavirus e le sue terribili conseguenze sulla nostra salute. Ma ancora più sicuramente è proprio la versatilità la caratteristica che sta consentendo di allargare gli orizzonti della applicabilità dei vaccini a mRNA. Per coprire campi impensabili fino a pochi anni fa: le cellule tumorali, ecco il grande nemico della nostra salute che ora possiamo cominciare a fronteggiare nel modo più ‘chirurgico’ possibile. Grazie all’mRNA.

La prima cosa da fare è quella di caratterizzare le cellule da distruggere. Cosa distingue le cellule tumorali da quelle sane di uno stesso individuo? Ecco, si è scoperto che ogni particolare tumore lascia una sua personalissima ‘firma’, i “neoantigeni”, delle proteine talmente specifiche che sono presenti solo nelle cellule tumorali di un particolare paziente. E non in quelle sane. Il passaggio successivo è quello di istruire il nostro sistema immunitario a riconoscere i neoantigeni come un nemico da combattere. Ed ecco a cosa serve il vaccino a mRNA! Una volta iniettato, le nanoparticelle di cui consiste vengono inglobate da alcune cellule immunitarie le quali, seguendo le istruzioni dell’mRNA, producono proteine molto simili ai neoantigeni. Scatenando così la produzione di linfociti T, i nostri soldati scelti, cellule ‘killer’ talmente specializzate da agire come dei veri e propri ‘cecchini’. Milioni di linfociti T si riversano nel sangue per andare a caccia di ogni singola cellula tumorale, distruggendole una per una. E senza danneggiare le cellule ancora sane che le circondano! Una battaglia silenziosa, invisibile. Una battaglia che il nostro sistema immunitario è perfettamente in grado di vincere. Basta dargli le istruzioni giuste, prima che sia troppo tardi.

Il grande vantaggio dei vaccini terapeutici anti-tumorali rispetto alle terapie oncologiche convenzionali è proprio quello di poter addestrare il nostro sistema immunitario in modo talmente specializzato da riuscire a identificare, combattere e distruggere le sole cellule tumorali del paziente. Tutti gli altri metodi terapeutici colpiscono indiscriminatamente sia le cellule malate che quelle sane. Agiscono a tappeto, non sono selettivi a livello di ogni singola cellula. Causando i tanti effetti collaterali di cui siamo tristemente a conoscenza.

Questa meravigliosa frontiera della ricerca medica si è aperta recentemente proprio grazie alla ‘programmabilità’ dell’mRNA. Che si è rivelata un’arma a doppio taglio, però. Nel senso che ne rappresenta allo stesso tempo una peculiarità unica ma anche la sua principale limitazione. Provo a spiegare perché.

Abbiamo visto che i linfociti T riconoscono le cellule da distruggere attraverso i neoantigeni che sono stati addestrati a cercare e combattere. Il problema è che, per riuscire ad essere efficaci contro un determinato tumore, i linfociti T devono essere ‘programmati’ a riconoscere i neoantigeni specifici delle cellule tumorali di un determinato paziente. E quindi il vaccino mRNA deve essere ‘personalizzato’, messo a punto per ogni singolo paziente sulla base dei suoi particolari neoantigeni. In pratica, solo dopo che il tumore si è formato e manifestato. Non prima. Quanto sarebbe bello se si riuscisse a sviluppare un vaccino in grado di prevenire la formazione di ogni forma di tumore, così come è successo per tantissime malattie che sono state debellate proprio grazie all’impiego di massa delle pratiche vaccinali? Aspettiamo fiduciosi.

Confesso che tutto quello che avete letto in questo articolo l’ho imparato consultando Internet e interrogando l’Intelligenza artificiale, due strumenti, secondo me, preziosissimi e utilissimi per chi ne fa buon uso. Ho dovuto studiare l’argomento perché io non sono un biologo, né un medico, e quindi l’mRNA non rappresenta certo il mio pane quotidiano. Ma ci tengo a precisare che ho scritto questo articolo senza alcuna intenzione di sostituirmi a nessuno di tutti coloro più qualificati di me per affrontare un argomento così complesso. Volevo solo offrirvi la mia interpretazione di quello che sono riuscito a capire quando ho cercato di fare chiarezza nella mia mente. E, chissà, magari contribuire a fugare i tanti dubbi sollevati con sempre maggiore insistenza sulle pratiche vaccinali in generale, e su quelle basate sull’impiego dell’mRNA in particolare.