Rita Levi-Montalcini e il fattore di crescita nervoso: una scoperta in un seminterrato di Torino

Nel settembre del 1938, l'Italia fascista approvò le leggi per la difesa della razza. Una giovane neurologa torinese di 29 anni, ebrea, già assistente di Giuseppe Levi all'Istituto di Anatomia Umana, fu espulsa dall'università e dalla pratica medica. Rita Levi-Montalcini non si fermò. Costruì un laboratorio improvvisato nella propria camera da letto, comprò un microscopio, e iniziò a studiare lo sviluppo del sistema nervoso negli embrioni di pollo. Nei dodici anni successivi, quel laboratorio improvvisato avrebbe prodotto la prima scoperta che le valse il Nobel per la Medicina nel 1986.

Una scienziata nel salotto

Levi-Montalcini era nata a Torino il 22 aprile 1909 in una famiglia ebrea sefardita di formazione laica. Dopo la laurea in medicina nel 1936, era stata assistente di Giuseppe Levi, allora una delle figure più importanti della neurologia italiana, e da lui aveva appreso le tecniche di colorazione istologica al sangue d'argento di Camillo Golgi e Santiago Ramón y Cajal. Quando le leggi razziali la cacciarono dall'università, scelse di proseguire la ricerca da casa.

Per ottenere le uova fecondate, faceva il giro dei contadini di campagna con la motivazione di poter 'sfamare la famiglia'. Le incubava nella stanza da pranzo. Una volta sviluppati gli embrioni, sezionava i microscopici tessuti dei nervi spinali e ne osservava la crescita al microscopio. Nel 1940 pubblicò il primo lavoro indipendente su una rivista belga; nel 1942 i bombardamenti la costrinsero a trasferirsi in campagna ad Asti, dove ricostruì il laboratorio in una stanza affittata in casa di un contadino. Il racconto autobiografico è raccolto nel libro Elogio dell'imperfezione e una sintesi è disponibile sulla scheda del sito ufficiale dei Nobel.

L'invito di Washington University

Le sue pubblicazioni del 1940-42 arrivarono in mano a Viktor Hamburger, embriologo della Washington University di St. Louis, che aveva lavorato sugli stessi temi. Hamburger restò impressionato dal rigore degli esperimenti condotti in condizioni così precarie e nel 1947 le scrisse invitandola negli Stati Uniti per un semestre. La permanenza durò trent'anni.

A St. Louis, Levi-Montalcini ripeté con strumenti moderni gli esperimenti torinesi e si imbatté in un'osservazione fatta in precedenza da Elmer Bueker, dottorando di Hamburger: se si trapiantava un tumore di topo in un embrione di pollo, le fibre nervose dell'embrione crescevano verso il tumore con una densità anomala. Levi-Montalcini intuì che quel tumore doveva rilasciare una sostanza diffusibile in grado di stimolare la crescita dei neuroni. Mancava la prova chimica.

L'incontro con Stanley Cohen

Per identificare la molecola serviva un biochimico. Nel 1952 arrivò in laboratorio Stanley Cohen, giovane chimico esperto in purificazione di proteine. Insieme, tra il 1952 e il 1957, isolarono dal tumore una proteina capace di indurre la crescita dei nervi: la battezzarono Nerve Growth Factor, NGF. Era la prima molecola segnale identificata nello sviluppo del sistema nervoso.

La portata della scoperta non si vide subito. Fino ad allora si pensava che la formazione del sistema nervoso fosse un processo puramente cellulare-autonomo: ogni neurone seguiva un programma genetico interno. L'NGF dimostrava il contrario: i neuroni in via di sviluppo dipendono da segnali rilasciati dai tessuti bersaglio che devono innervare. Senza quel segnale, muoiono. La ricostruzione storica più completa è quella di un articolo del 2013 su PNAS firmato da Pietro Calissano e Antonino Cattaneo.

Il Nobel del 1986

Trent'anni dopo l'isolamento dell'NGF, il 13 ottobre 1986, il Comitato Karolinska annunciò il Nobel per la fisiologia e la medicina a Levi-Montalcini e Cohen, 'per le loro scoperte di fattori di crescita'. Il comunicato ufficiale sottolineava che la famiglia dei fattori di crescita identificata grazie all'NGF — comprendente l'EGF (epidermal growth factor) scoperto poco dopo da Cohen — costituiva ormai una delle aree di ricerca più feconde della biologia.

Levi-Montalcini fu la quarta donna a ricevere il Nobel per la Medicina dopo Gerty Cori (1947), Rosalyn Yalow (1977) e Barbara McClintock (1983). Aveva 77 anni. Tornò a vivere stabilmente in Italia, divise il tempo fra Roma e Torino, e nel 2001 il presidente Carlo Azeglio Ciampi la nominò senatrice a vita. Morì il 30 dicembre 2012 all'età di 103 anni.

Cosa abbiamo scoperto grazie all'NGF

La proteina identificata nei tumori di topo si è rivelata uno dei segnali fondamentali del sistema nervoso. L'NGF circola tra il bersaglio innervato e i corpi neuronali del ganglio attraverso il trasporto retrogrado negli assoni, mantiene in vita le cellule sensoriali e simpatiche, ne regola la crescita assonale e l'arborizzazione delle terminazioni. Una sua disfunzione è implicata in patologie come la malattia di Alzheimer, alcune forme di dolore cronico e la retinopatia. Una revisione su Nature Reviews Neuroscience ha mostrato che molte terapie sperimentali contro malattie neurodegenerative tentano di mimare o consegnare al cervello l'NGF in forma controllata.

Una recente sperimentazione clinica per la cheratite neurotrofica — una malattia della cornea — ha portato all'approvazione di un collirio a base di NGF ricombinante umano (cenegermin), la prima terapia europea basata sulla molecola scoperta da Levi-Montalcini, oggi prescritta a migliaia di pazienti.

La storia di Rita Levi-Montalcini è raccontata anche per quello che insegnò sulla scienza fatta in condizioni avverse. 'Non ho mai abbandonato un esperimento per qualcosa che non andava bene fuori', scriveva nel suo libro autobiografico. 'Il laboratorio era l'unico posto dove le leggi razziali non potevano entrare.'