Come al solito un pò in ritardo! ora è veramente difficile parlare di Dulbecco, quando ormai gli altri hanno già riempito il web di informazioni, dati e dettagli dopo la scomparsa del grande scienziato italiano. Però in un blog di virologia oncologica è un dovere commemorare il Prof. Renato Dulbecco. Certamente non solo perché è uno dei pochi Nobel Italiani in Medicina, ma soprattutto perché Renato rappresenta uno dei primi virologi oncologi moderni. Se Francis Peyton Rous (Baltimora, 5 ottobre 1879 – New York, 16 febbraio 1970) nel 1911 scopre che una neoplasia maligna (il sarcoma) può essere trasmesso da un pollo ammalato ad uno sano con il trasferimento di tessuto intero o finemente triturato, e che la filtrazione di tali estratti rimuove la possibilità di trasferire la patologia (suggerendo la presenza di un agente virale), è Dulbecco che nel 1960 identifica la presenza del DNA di virus oncogeni in cellule trasformate: determinando di fatto la nascita della Virologia Oncologica a livello biomolecolare [1].
Nel corso degli anni 60 Renato, continuando ad utilizzare il modello del poliomavirus (che gli ha permesso di isolare delle colture pure con cui Sabin svilupperà il vaccino anti-polio), scopre gli oncogeni: geni in grado di indurre la trasformazione oncologica sia in vitro in colture cellulari che in vivo in modelli animali. Il modello della trasformazione oncologica indotta da virus, gli permette di studiare i geni e le alterazioni molecolari implicate nel processo di trasformazione oncologica, con la caratterizzazione dei geni dell'SV40, che contaminava i primi batch di vaccino antipolio.
Nello stesso periodo cancerogenesi chimica e fisica sono ancora agli albori, permettendo di fatto solo di valutare l'entità del processo di trasformazione (numero di colonie o foci trasformati) e di classificare il grado di oncogenicità associato ad alcune sostanze o agenti cancerogeni. La virologia oncologica, invece, fa passi da gigante, concorrendo alla nascita della biologia molecolare ed alla comprensione di processi metabolici fondamentali della biologia cellulare inclusa la retrotrascrizione con la produzione di DNA a partire dall'RNA (evento essenziale dei virus ad RNA - retrovirus), scoperta effettuata dal giovane Temin, nel laboratorio di Dulbecco.
E le scoperte si accumulano tra la messa a punto di terreni di coltura (il DME F12 ed il DMEM – Dulbecco’s modified Eagle medium; l'IMDM - Iscove's modified Dulbecco Medium) e l'identificazione di geni cellulari, mentre la comunità scientifica comincia a mostrargli la sua riconoscenza ed la sua gratitudine con vari attestati ed onorificenze (tra cui la nomina a membro dell'Accademia delle Scienze Americano 1961, il premio Lasker 1967 ed infine il premio Nobel 1975). Ma le persone pervicaci non smettono mai: a quasi 70 anni avvia Il progetto genoma per analizzare e caratterizzare l'intero genoma umano, una impresa che nella comunità scientifica mondiale è percepito come un traguardo irraggiungibile e forse addirittura inutile. E questa incredibile pazzia apre la strada ad una rivoluzione totale la Omica ( con le sue sotto-categorie della genomica, proteo mica, ecc..) che essendo una conseguenza del progetto genoma non può essere ascritta a Dulbecco, ma certamente non sarebbe ancora stata possibile senza Dulbecco.
Ma da dove viene fuori questa vivace curiosità e questa intelligenza brillante. Ciò è ancora più incredibile. Dulbecco, un meridionale cresciuto al Nord, nato a Catanzaro il 22/02/1914 e cresciuto ad Imperia, conduce i suoi studi a Torino iscrivendosi alla Facoltà di Medicina a 16 anni. Renato si forma presso l’Istituto di Anatomia diretto dal Prof. Giuseppe Levi e si laurea a 22 discutendo una tesi sperimentale sulle alterazioni del fegato dovute al blocco nell’efflusso della bile [2]. Renato ha l’opportunità di imparare metodologie di avanguardia introdotte in Italia dal Prof. Levi che ha acquisito da alcuni colleghi il metodo delle colture cellulari: Ross Harrison della Johns Hopkins University, che nel 1907 ha messo a punto una tecnica per mantenere in vita cellule nervose prelevate da un organismo vivente [3, 4], ed Alexis Carrel del Rockfeller Institute, che amplia l’utilizzo delle colture cellulari e riceverà nel 1912 il premio Nobel. Giuseppe Levi con rigore scientifico utilizza la metodica e continuerà gli studi sullo sviluppo delle cellule nervose [5-7]. Inoltre applica allo studio delle cellule anche il “metodo cinematografico”, eseguendo riprese accelerate con scatto di singoli fotogrammi per mezzo di un intervallatore. A tale metodo, così prezioso in molti campi della biologia, sarà data molta rilevanza da un periodico tedesco nel 1934, che dedicherà quasi seicento pagine alla sua descrizione [6]. Metodo scientifico e metodiche innovative saranno l’ingrediente miracoloso che permetteranno non solo a lui ma anche ai suoi collaboratori ed allievi di ottenere risultati scientifici brillanti, in particolare a quei tre che poi saranno insigniti da altrettanti premi Nobel: Salvatore Luria, Renato Dulbecco e la Rita Levi-Montalcini.la Levi-Montalcini continuerà gli studi sul tessuto nervoso. Luria e Dulbecco , invece, si dedicheranno alla virologia. Una ulteriore peculiarità che accomuna Luria e Dulbecco sarà l’avvertire la necessità di una preparazione più profonda nelle scienze matematiche: entrambi dopo la laurea in Medicina acquisiscono quella in fisica che per Renato sarà in due anni a Torino [8] e per Luria a Roma nel 1938 dove incontra Fermi [9].
Fermi nel 1940 aiuterà Luria (che emigrato negli USA ha cambiato il suo nome in Salvador) ad ottenere un contratto presso il College of Physicians and Surgeons (P&S) della Fondazione Rockfeller, poi Luria ospiterà Dulbecco dal 1947 a Bloomington nel suo laboratorio presso la Indiana University , dove Renato incontrerà James Watson (il primo studente di Luria e futuro premio Nobel per aver scoperto con Francis Crick la struttura del DNA) e Max Delbruck padre della genetica moderna e premio Nobel con Luria, che lo porta con se nel 1950 alla CalTech (California Institute of Technology), a Pasadena.
E’ lì che Renato comincia a lavorare in virologia molecolare, acquisendo risultati scientifici rilevanti e rivoluzionando le conoscenze sui virus fino ad allora disponibili. Applica il metodo delle placche per isolare i virus (metodo sviluppato da Luria e Delbruck per i fagi) , isola mutanti della polio (e ne fornisce uno attenuato a Sabin per il suo vaccino, 1955), nel 1968 identifica la presenza di sequenze virali nelle cellule neoplastiche [10]. Nel 1986, poi, prospetta che la vera possibilità di comprendere le patologie neoplastiche ed il ruolo dei patogeni nella cancerogenesi è quella di conoscere l’intero genoma umano e lancia un appello per raggiungere tale obiettivo dalle pagine di Science [11].
La rilevanza di Dulbecco è stata la sua capacità di lavorare in discipline complementari ed utilizzare tecnologie diverse per raggiungere lo stesso obiettivo: comprendere il meccanismo della cancerogenesi ed il ruolo di agenti patogeni (quali i virus) in questo processo.
E così una nazione che non aveva mai brillato nel campo della virologia, nell’arco di un quarantennio ottiene ben due Premi Nobel in settori rilevantissimi di tale disciplina, dopo averne rivoluzionato le conoscenze ed aver formato nuove leve di ricercatori che concorreranno a stravolgere le nostre conoscenze di biologia molecolare: in particolare Watson per Luria e Temin per Dulbecco.
Due storie leggendarie dove colture cellulari, virologia, fisica, matematica, genetica, biologia molecolare, oncologia, biochimica si fondono e si confondono a formare una sola realtà ed un solo obiettivo di conoscenza, perseguito con tenacia, determinazione e motivazione.
Il Prof Dulbecco si è spento a La Jolla, colpito da un infarto, lo scorso 19 Febbraio, tre giorni prima di poter celebrare i suoi 98 anni, inseguendo chissà quale nuova idea fondamentale per la nostra conoscenza.
1. Smith J.D., Freeman G., Vogt M., Dulbecco R.. The nucleic acid of polyoma virus. Virology 12:185-196 (1960).
Abstract: The nucleic acid of polyoma (PY) virus was identified as DNA by the isolation of P32-labeled deoxyribonucleotides from purified P32-labeled PY virus. The inhibition of the multiplication of PY virus by aminopterin and bromodeoxyuridine (5-BDU) is described. Since both inhibitors are known to affect the synthesis of DNA, the results with both metabolic inhibitors support the conclusion that PY virus contains DNA as the essential nucleic acid.
Abstract: The nucleic acid of polyoma (PY) virus was identified as DNA by the isolation of P32-labeled deoxyribonucleotides from purified P32-labeled PY virus. The inhibition of the multiplication of PY virus by aminopterin and bromodeoxyuridine (5-BDU) is described. Since both inhibitors are known to affect the synthesis of DNA, the results with both metabolic inhibitors support the conclusion that PY virus contains DNA as the essential nucleic acid.
2. Dulbecco R.: Scienza, vita e avventura. Cap. 11 "No, dottor Dulbecco, la chirurgia non è per lei" p.66, 2001;
3. Harrison, R. Observations on the living developing nerve fiber. Anat. Rec. 1:116-128; Proc. Soc. Exp. Med, N.Y. 140-143, 1907.
4. Harrison, R. The outgrowth of the nerve fiber as a mode of protoplasmic movement. J. xp. Zool. 9:787-846, 1920
5. Levi G. Ricerche sperimentali sovra elementi sviluppati “in vitro”. Arch Exp Zell-forsch., 2:244-272, 1925
6. Levi G., Explantation, besonders die Struktur und die biologischen Eigenschaften derin vitro gezüchteten Zellen und Gewebe, “Ergebn. Anat. Entw. Geschichte”, XXXI, pp. 125-707, 1934.
7. Bell HB. The Cell In Culture. J clin. Path., 11, 489, 1958.
8. Dulbecco R.: Scienza, vita e avventura. Cap. 21 "Gli embrioni maschili" p. 130-132, 2001
9. Salvador E. Luria, "Storia di geni e di me", Editore Boringhieri, Torino, p. 30, 1984.
10. Westphal H, Dulbecco R Viral DNA in polyoma- and SV40-transformed cell lines. Proc Natl Acad Sci U S A. 59:1158-65, 1968.
11. Dulbecco R. A turning point in cancer research: sequencing the human genome. Science. 231(4742):1055, 1986.
