Aula di scienze

Aula di scienze

Persone, storie e dati per capire il mondo

Speciali di Scienze
Materie
Biologia
Chimica
Fisica
Matematica
Scienze della Terra
Tecnologia
I blog
Sezioni
Come te lo spiego
Science News
Podcast
Interviste
Video
Animazioni
L'esperto di matematica
L'esperto di fisica
L'esperto di chimica
Chi siamo
Cerca
Biologia

Aspirare alla quasi-tolleranza

Omaggio a Sir Roy Calne, pioniere della chirurgia dei trapianti che ha introdotto l’uso degli immunosoppressori contro il rigetto degli organi estranei

leggi

Essere figlio di un meccanico d’auto può aiutare a farsi delle domande che ad altri bambini, con papà impegnati in altre professioni, magari non vengono in mente. «Come mai gli organi danneggiati non possono essere sostituiti con pezzi di ricambio, proprio come si fa con un carburatore difettoso?», si domandava fin da piccolo colui che sarebbe poi diventato Sir Roy Calne, celebre chirurgo inglese dei trapianti. Da studente di medicina, alla fine degli anni Quaranta, gli era stato ripetuto più volte che ciò non sarebbe mai stato possibile.

Per quanto ne potevano sapere all’epoca, non avevano torto i suoi professori di medicina al King’s College, e poi al Guy’s Hospital di Londra. Il sistema immunitario dei vertebrati distingue accuratamente ciò che ci appartiene da ciò che è estraneo. Verso tutto ciò che è altro da sé ha generalmente un atteggiamento assai poco accondiscendente. La distruzione totale è l’opzione numero uno verso ogni cosa percepita come estranea e pericolosa. L’opzione numero due è una sorta di accerchiamento a vita, con guardie cellulari e molecolari permanenti, qualora l’eliminazione completa richieda di infliggere danni tali da mettere a repentaglio l’integrità del corpo stesso.

In realtà il sistema immunitario è anche capace di mostrare notevole tolleranza. I microbi che abitano nell’intestino, per esempio, vengono sostanzialmente lasciati in pace, mentre svolgono le loro funzioni a noi assai utili, come demolire fibre ostiche. A volte la tolleranza è eccessiva e malriposta, come capita con le cellule tumorali che corrompono le nostre difese, rendendole rilassate e anergiche. Ma questi esempi, frutto di conoscenze di là da venire, non potevano essere noti ai docenti del giovane studente di medicina, a cui perciò continuavano a dire: «I trapianti non si possono fare».

Calne però non molla la presa sulla sua idea, nonostante gli ammonimenti. Così, mentre svolge il suo apprendistato di chirurgo, prima a Oxford e poi a Cambridge con puntate negli Stati Uniti, nel tempo libero fa ricerche sulla possibilità di eseguire trapianti che non vengano immediatamente rigettati. Nel 1965 era tra l’altro diventato professore all’Università di Cambridge.

Fino alla fine degli anni Settanta la sopravvivenza dei pazienti che venivano sottoposti a un trapianto d’organo era rimasta più che deludente. La maggior parte dei malati moriva dopo pochi mesi, spesso con grandi sofferenze più che con benefici. Gli insuccessi erano legati appunto al rigetto da parte del sistema immunitario: rigetto che Calne aveva cercato di inibire con ogni mezzo che sembrava plausibile. Inizialmente aveva provato con le radiazioni che allora si usavano contro il cancro, estese su tutto il corpo, senza alcun successo. Erano deceduti tutti gli animali coinvolti nelle sperimentazioni e alcuni pazienti che avevano aderito a questi trattamenti sperimentali, e non solo a causa del rigetto.

Abbandonati i raggi X, Calne decide di cercare dei farmaci che siano in grado di contrastare questa reazione. Si tratta di composti che potrebbero aiutare il corpo ad accettare un organo estraneo. C’è per esempio la 6-mercaptopurina, allora impiegata contro la leucemia, che sembra possa avere qualche effetto anche contro il rigetto.

Le ricerche con i farmaci avvenivano inizialmente con animali trapiantati, come cani e maiali. Animali che purtroppo morivano quasi tutti subito dopo gli interventi, perché i primi composti anti-rigetto non erano abbastanza efficaci. Gli animalisti erano ben poco contenti di questi tentativi. Qualcuno arrivò a piazzare una bomba davanti all’uscio di casa di Calne. Fortunatamente il professore se n’era accorto e aveva chiamato la polizia e gli artificieri erano poi riusciti a far esplodere l’ordigno in sicurezza.

Ma il bisogno di questi interventi da parte dei pazienti era troppo grande e urgente per fermarsi di fronte alle minacce. Alla fine degli anni Sessanta Roy Calne e Thomas Starzl, un chirurgo americano, erano riusciti sulle sponde opposte dell’Atlantico a eseguire ciascuno per la prima volta con successo un trapianto di fegato. Si trattava del traguardo più ardito nella chirurgia dei trapianti, per la complessità dell’operazione. Starzl ci era arrivato nel 1967, in Colorado, mentre l’intervento di Calne, a Cambridge nel 1969, era stato il primo in Europa.

Senza però riuscire a inibire il rigetto, queste operazioni sarebbero rimaste degli exploit da virtuosi del bisturi: interventi estremamente complicati ma pericolosi, dato che nessun paziente sarebbe sopravvissuto a lungo. Negli anni Settanta Roy Calne viene però a sapere di un nuovo farmaco promettente, la ciclosporina, che con la sua équipe inizia a sperimentare quale potenziale immunosoppressore.

Ho sentito parlare per la prima volta di Sir Roy Calne da Ignazio Marino, che ne è stato allievo a Cambridge negli anni Ottanta, e successivamente è stato allievo anche di Starzl. Nel libro che ho curato con lui, Idee per diventare chirurgo dei trapianti (Zanichelli, 2007), Marino racconta molti aneddoti curiosi e pieni di affetto per questo grande maestro della chirurgia dei trapianti. Calne era un tipo particolare e parecchio eccentrico: «Girava con borse vecchissime, tutte rotte, e si faceva tagliare i capelli all’ingresso dell’Addenbrook’s Hospital, dal barbiere dei pazienti, dal quale usciva con un taglio un po’ improbabile, eseguito in meno di due minuti con la macchinetta. Poi lo si vedeva girare con un’Aston Martin rossa, mentre fumava una delle sue tante pipe».

La ciclosporina era stata sviluppata da Jean-François Borel, un ricercatore di origine belga che lavorava nei laboratori della Sandoz in Svizzera. Nel 1972 Borel aveva notato per primo le proprietà immunosoppressive di questo composto che aveva isolato da un fungo, raccolto durante una gita su un altopiano nel Sud della Norvegia. Sperimentata negli esseri umani a partire dal 1978 e impiegata in clinica dagli anni Ottanta, la ciclosporina permetteva la modulazione dell’attività dei linfociti senza eccessivi effetti tossici. In breve è diventata il primo farmaco utilizzato su larga scala per prevenire il rigetto nelle operazioni di trapianto degli organi e di midollo osseo.

Con l’introduzione della ciclosporina, i pazienti che ricevono un trapianto hanno di colpo possibilità fondate e realistiche di sopravvivere alle operazioni. Solo per il rene, il tasso di sopravvivenza a un anno dall’intervento sale rapidamente dal 50 all’80 per cento. Quello del rene è un altro tipo di trapianto in cui Calne eccelle: nel 1954 aveva partecipato al primo tentativo, eseguito alla Harvard University, nell’altra Cambridge, in Massachusetts. Ma per il fegato la sopravvivenza aumenta ancora più radicalmente, dal 20 al 70 per cento.

I chirurghi si rendono conto che questo farmaco può essere la soluzione economica ed efficace che stavano cercando da tempo. Da interventi rari e pericolosi, i trapianti diventano operazioni di routine per malattie gravi che non hanno altra soluzione. Il numero di ospedali in tutto il mondo che offrono interventi di trapianto passa in poco tempo da qualche decina a più di mille. Come ha ricordato Marino: «In pratica, quasi da un giorno all’altro almeno sette pazienti su dieci, condannati da una malattia inesorabile del cuore, oppure del fegato o di un altro organo, potevano sperare di tornare a una vita piena sostituendo l’organo ammalato. Una vera rivoluzione nella storia umana».

È possibile che in futuro, grazie ai progressi della ricerca, i farmaci anti-rigetto saranno ridotti al minimo, fino a raggiungere una condizione che Sir Roy Calne chiamava quasi-tolleranza. “Secondo Calne, il concetto di tolleranza era paragonabile a quello della felicità: un miraggio verso cui gli esseri umani tendono, ciascuno in maniera diversa, e allo stesso tempo una condizione probabilmente irraggiungibile. Così la quasi-tolleranza, come la quasi-felicità, poteva considerarsi un ottimo traguardo”, ha ricordato ancora Ignazio Marino. Un saggio pensiero anche per questi tempi bellicosi.

Marino ricorda anche altri aspetti della personalità di questo grande medico scienziato. «Calne operava ascoltando la musica. Nella sala operatoria dove eseguiva gli interventi – una sala molto grande, in cui si facevano i trapianti di fegato – c’erano tre pareti normali, con gli armadi, gli strumenti, i cassetti per le suture e così via, mentre la quarta parete era interamente ricoperta di centinaia di musicassette di musica classica, e c’era anche un impianto stereo. E Calne ogni giorno dava indicazioni su che cosa voleva ascoltare».

Sir Roy Calne ha ricevuto, nel 2012, il premio Lasker-DeBakey per la ricerca clinica, insieme al collega e rivale di una vita, Thomas Starzl, per i progressi pionieristici nella chirurgia dei trapianti e nell’uso dei farmaci anti-rigetto. Ne avevo scritto all’epoca sull’Aula di Scienze. Si dice sempre che il Lasker è l’anticamera del Nobel, ma per questi due giganti della trapiantologia non c’è stato purtroppo il tempo. Thomas Starzl è mancato nel 2017, mentre Sir Roy Calne ci ha lasciato il 6 gennaio 2024, a 93 anni.

Dopo essere andato in pensione dall’Università di Cambridge, nel 1998, era diventato emerito e si era dedicato all’altra passione di una vita, la pittura. Dipingeva spesso i suoi pazienti, naturalmente con il loro consenso, e da uno di loro, il pittore scozzese John Bellany, ha preso perfino delle lezioni.

Per scrivere questo post ho letto l’obituary che Clay Risen gli ha dedicato il 15 gennaio 2024, sul New York Times, e ho riletto parti del libro di Ignazio Marino, Idee per diventare chirurgo dei trapianti, Zanichelli (2007). La foto in apertura (Cambridge University Hospitals NHS Foundation Trust) viene dal sito dell’Università di Cambridge.
Dr._Thomas_Starzl_after_surgery,_Pittsburgh,_Pennsylvania,_c._1990.jpg
Thomas Starzl (1926-2017), collega e rivale di Sir Roy Calne, dopo avere eseguito un trapianto a Pittsburgh, in Pennsylvania, attorno al 1990 (Wikipedia).
chirurgo-dei-trapianti-copertina-690x1024.jpeg
La copertina della prima edizione di “Idee per diventare chirurgo dei trapianti” (Zanichelli, 2007), illustrata da un giovanissimo ed esordiente Emiliano Ponzi.
1024px-Gertrude_Elion._Oil_painting_by_Sir_Roy_Calne,_1990._Wellcome_L0024105.jpg
Gertrude Elion, ritratta a olio da Sir Roy Calne nel 1990 (Wikipedia, Wellcome Images).