In direzione ostinata contro i pregiudizi: Gertrude Elion

“Mi chiedono spesso se il premio Nobel sia sempre stato l’obiettivo della mia vita e io rispondo che sarebbe stata una follia. Nessuno dovrebbe puntare al premio Nobel, altrimenti se non lo raggiungi significa che la tua vita è stata sprecata. Quello a cui ambivo era far stare meglio le persone, e questa soddisfazione è molto maggiore di quella che ti può dare qualsiasi premio”. Lo diceva Gertrude Elion in età avanzata, quando il riconoscimento dell’Accademia Reale di Stoccolma le era già stato conferito, pensando però alle tantissime persone che erano state meglio (e moltissime continuano a farlo) grazie alle sue scoperte: i malati di leucemia che vengono curati con la mercaptopurina, i trapiantati che prendono l’azatioprina per bloccare il rigetto degli organi, i malati di artrite reumatoide che la usano come parte della terapia. Ma lo studio di nuovi metodi per produrre nuovi medicinali messo a punto dalla Elion, i suoi colleghi al Burroughs Wellcome e da due intere generazioni di chimici, biochimici, farmacologi e biologi che lei ha formato ha prodotto anche l’acicloguanosina (aciclovir) usata per le infezioni da herpes (HSV, che provoca malattie come il fuoco di Sant’Antonio e la varicella), la pirimetamina impiegata contro la malaria e, in casi particolari, la toxoplasmosi. E pensare che quando cercava senza successo un impiego come chimica, all’inizio degli anni Quaranta del Novecento, si sentiva ripetere lo stesso ritornello: “ha le qualifiche giuste, ma non abbiamo mai avuto una donna in laboratorio e questo potrebbe essere una distrazione”.

Gertrude Elion e George Hitchings in laboratorio negli anni Quaranta

La guerra apre qualche opportunità

A cambiare la situazione ci pensa la Seconda Guerra mondiale, con gli uomini americani impiegati al fronte e una penuria di personale in molte aziende. Gertrude Elion, newyorkese classe 1918 e figlia di immigrati ebrei russi, trova quindi lavoro come controllore di qualità in un’industria alimentare (si occupa di misurare l’acidità dei sottaceti e il colore della maionese) e poi alla Johnsons & Johnsons. Non si tratta ancora del settore a cui dedica tutta la vita, ma quell’esperienza figlia della condizione bellica le permette di entrare in contatto con la cultura e l’ambiente lavorativo del laboratorio. La mossa decisiva è il passaggio al Burroughs Wellcome (parte del futuro gruppo farmaceutico GlaxoSmithKline), dove viene assunta come assistente da George Hitchings, che nel 1988 condividerà con lei (e l’inglese James Blake) il premio Nobel per la fisiologia o la medicina “per le scoperte di importanti principi per il trattamento farmacologico”.

Spulciando tra gli aneddoti che la riguardano, uno ritorna costantemente e individua nella morte per cancro dell’amato nonno materno, avvenuta quando Gertrude ha 15 anni, l’episodio decisivo per le sue scelte future: la presa di coscienza che vuole dedicare tutta la vita a trovare una cura per la malattia. Ma è una strada tutt’altro che tracciata e facilmente decifrabile in uno scenario in cui le ricerche in questo settore sono ancora pionieristiche. La stessa Elion non ha le idee chiare e in più di un’occasione ha raccontato che quando ha conosciuto Hitchings, questi “parlava di purine e pirimidine, che devo confessare non avevo mai sentito nominare prima, e stava per dare l’attacco a una grande varietà di malattie interferendo con la sintesi del DNA. Tutto ciò suonava davvero eccitante”. Nonostante non si avessero ancora le idee chiare, era evidente che attorno al DNA sarebbero avvenute le scoperte più eccitanti per individuare una potenziale cura e Gertrude Elion vuole essere nel posto giusto per partecipare.

 

Una strada innovativa

Fino all’epoca della sua assunzione al Burroughs Wellcome l’approccio dei ricercatori in ambito farmacologico, e specialmente nel settore del cancro, è stato costituito forzatamente da una serie di tentativi per esclusione. Quando Elion si affaccia al mondo della farmacologia e assieme a Hitchings individua nella sintesi del DNA la strada che intendono percorrere, la struttura degli acidi nucleici non è ancora nota (lo abbiamo raccontato a proposito della vicenda di Rosalind Franklin). Era però noto che contengono purine e pirimidine.

Per individuare le vie attraverso le quali gli acidi nucleici vengono costituiti, con la speranza di poter poi bloccare questi processi, Elion e Hitchings cominciano a studiare il batterio Lactobacillus casei. Nel 1948 riescono a sintetizzare un composto che, interferendo con il processo metabolico che porta agli acidi nucleici, impedisce la crescita del batterio. Si tratta della diaminopurina e funziona incorporandosi nelle nuove catene di DNA al posto dell’adenina, una delle quattro basi azotate. La diaminopurina, però, risulta presto tossica e non può essere utilizzata sull’uomo. Nel 1953, tuttavia, un suo derivato, la 6-mercaptopurina, è stata usata efficacemente per la cura di alcune forme di leucemia infantile.

Una delle foto scattate a Gertrude Elion e George Hitchings dopo l’annuncio della conquista del premio Nobel nel 1988

Oltre all’efficacia del ritrovato, però, a essere davvero rivoluzionario è il metodo. Fino ad allora quello che si faceva in laboratorio era scegliere una serie di molecole, praticamente a caso, e vedere se avevano o meno qualche effetto che poteva essere utile in ambito terapeutico. Era poco più che un processo di tentativi ed errori che permetteva sostanzialmente di eliminare dalla lista quello che non era utile. Elion e Hitchings, invece, sfruttano le loro conoscenze, ancorché preliminari, della struttura del DNA per sintetizzare molecole che mirano a colpire bersagli specifici (l’adenina nel caso della 6-mercatopurina). Questo nuovo metodo di procedere rovescia in parte l’approccio: prima capisco dove voglio colpire e poi cerco di fabbricare la “pallottola” giusta allo scopo.

Come scrivevano Richard Kent and Brian Huber su Nature nel 1999, alla morte della Elion, “questo approccio produceva nuovi medicinali a una velocità straordinaria. Nel 1950 è arrivata la pirimetamina […], una molecola 2000 volte più tossica per il parassita responsabile della malaria rispetto all’uomo e quindi è stata impiegata con successo per il controllo della malattia. Nel 1956 è arrivato il trimetoprim, un antibiotico, seguito nel 1957 dall’azatioprina [impiegata per diverse malattie autoimmuni, NdA]. Sei anni più tardi è stato individuato l’allopurinolo, che blocca la formazione dell’acido urico e quindi permette di curare la gotta. E nel 1977 il gruppo della Elion è stato protagonista della scoperta dell’aciclovir, un medicinale in grado di bloccare selettivamente la replicazione dell’herpesvirus”, una scoperta che il comitato che le ha assegnato il premio Nobel nel 1988 ha dichiarato sarebbe stato sufficiente per il premio.

 

Un cambio di paradigma

L’elenco potrebbe proseguire, ma la scoperta che il nuovo approccio poteva portare alla scoperta di agenti antivirali efficaci ha segnato una rivoluzione concettuale ancora più profonda. La maggioranza dei chimici e dei farmacologi dell’epoca, lo stesso Hitchings compreso, sostenevano che si trattasse di una strada impossibile. L’anticlovir, scoperto per la perseveranza della Elion, che ha continuato le ricerche nonostante le idee del proprio mentore fossero diverse, è invece lì a dimostrare che Gertrude aveva ragione e tutti gli altri torto. Ed è lei stessa a capire che questo cambio di paradigma si sarebbe dimostrato determinante per rispondere alla grande sfida che si stava affacciando tra la fine degli anni Settanta e gli anni Ottanta: l’HIV. Sono stati proprio alcuni suoi allievi, portando avanti le sue intuizioni, a produrre l’AZT.

In un’intervista che ripercorreva la sua vicenda rilasciata al tempo del Nobel, Gertrude Elion ricordava che “nessuno mi prendeva sul serio. Si domandavano perché mai volevo diventare una chimica quando nessun’altra donna lo faceva”. Le risposte a quella domanda sono oggi almeno 45: il numero di brevetti farmaceutici che sono legati alle sue ricerche e che hanno dato a tantissime persone un’opportunità in più di riguadagnare la salute.

 

Per approfondire:

Un quadro generale della biografia umana e scientifica della Elion si può trovare in questo articolo del New York Times, pubblicato in occasione delle sua scomparsa.

L’articolo di Richard Kent e Brian Huber apparso su Nature il 1 aprile del 1999 si può trovare qui.

Sulle vicende scientifiche che riguardano il premio Nobel, la risorsa principale è il sito della Fondazione Nobel, dove si trovano il comunicato ufficiale e il discorso ufficiale di presentazione alla cerimonia di premiazione.

Altra risorsa molto utile è il sito delle National Academies di Scienza, Ingegneria e Medicina, che hanno riservato alla Elion un’ampio capitolo online.

 

Tutte le immagini: Wikimedia Commons.

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