Per cosa ricorderemo questo 2021 nella scienza? Sì, c’è stata tanta, tantissima ricerca su Covid-19, e sono stati raggiunti anche traguardi importanti nella lotta al coronavirus, ma non solo. C’è stato anche tanto altro. Lo ricordano tra gli altri i consueti appuntamenti delle maggiori riviste scientifiche, Nature e Science, con le loro top ten, molto spesso in parte speculari, l’una dedicata ai personaggi scientifici dell’anno, l’altra alle scoperte.
Per Science il 2021 è stato senza dubbio l’anno in cui abbiamo finalmente capito come predire la struttura delle proteine. E se ai non addetti ai lavori sembra poco, può aiutare pensare che le proteine, con la loro struttura dettano la loro funzione, e le proteine fanno tutto: sono proteine gli enzimi alla base delle reazioni chimiche, partecipano alla struttura di cellule e tessuti, sono proteine gli anticorpi, ed è una proteina il recettore tramite cui entra il coronavirus infetta le nostre cellule.
La scienza problematica del 2021
Accanto alle scoperte e ai traguardi meritevoli di essere ricordati, è tradizione per Science ricordare anche cosa nel mondo scientifico non è andato per il verso giusto. E ce ne sono state diverse di cose che sarebbero potute andare decisamente meglio, dagli impegni per la lotta ai cambiamenti climatici presi in occasione della Cop26, che hanno scontentato in molti e ridimensionato le premesse, all’intrigata storia sull’approvazione del primo farmaco specificatamente indicato per l’Alzheimer, aducanumab. Il medicinale infatti è stato approvato dopo iniziali tentennamenti da parte della Food and drug adminsitration, e l’ombra di possibili irregolarità ha portato da ultimo ad aprire indagini sullo stesso processo di approvazione. Infine vanno ricordate tutte le minacce, le ritorsioni, le proteste e gli attacchi subiti da alcuni ricercatori e personale medico impegnato nella lotta alla Covid-19 o anche solo a verificare le basi scientifiche di discusse terapie contro il coronavirus.
Ma vediamo ora nel dettaglio tutte le scoperte meritevoli di essere ricordate in questo 2021.
La scoperta dell’anno: l’intelligenza artificiale scopre la forma delle proteine
Come accennavamo a stravincere per Science – e per i lettori delle rivista – quest’anno è stata l’intelligenza artificiale che predice la struttura delle proteine. La scorsa estate Science stessa pubblicava i risultati relativi alla capacità di un algoritmo artificiale – RoseTTA fold – di indovinare la struttura di una proteina e di complessi proteici a partire dalla sua sequenza di amminoacidi (una proteina è fatta da tante piccole unità, gli amminoacidi appunto).
In contemporanea Nature celebrava i risultati di un metodo gemello (ma antecedente) di predizione AlphaFold di DeepMind, aprendo ufficialmente la strada a una rivoluzione in biologia. Se prima infatti capire la struttura di una proteina richiedeva la sua cristallizzazione, lo studio con i raggi X e l’utilizzo della microscopia crioelettronica – non sempre fattibili e piuttosto impegnative come tecniche, anche dal punto di vista economico – con l’intelligenza artificiale tutto cambia. “Stiamo davvero parlando di strutture proteiche alla portata di tutti”, commenta Holden Thorp, direttore di Science.
Antivirali contro Covid-19
Si parla, ovviamente, anche di Covid-19, nel bilancio di fine anno di Science. E se l’anno scorso venivano celebrati i vaccini contro il coronavirus arrivati in tempi record (ma non distribuiti in maniera equa, ricorda oggi anche la stessa rivista), quest’anno sono ricordati gli antivirali, altri farmaci utili nella lotta a Sars-CoV-2 e su cui si ripongono grandi speranze.
Alcuni dati annunciati da due dei maggiori protagonisti delle campagne vaccinali, Merck e Pfizer, sono sembrati incoraggianti e rincuoranti, anche contro le varianti – l’idea di avere una pillola, facile da assumere a ridosso della comparsa dei sintomi, sarebbe di grande aiuto nel ridurre il rischio di complicazioni. Al punto che l’Italia, anche se i farmaci non sono ancora stati approvati dalle autorità competenti, ne ha autorizzato la momentanea distribuzione (parliamo di molnupiravir e paxlovid). Ma si aspettano ancora conferme su questi farmaci e restano domande aperte, soprattutto per il molnupiravir di Merck, la cui efficacia pare essere inferiore rispetto a quanto inizialmente annunciato (riduzione del rischio di ospedalizzazione e morte dal 50% al 30%), e su cui sono state sollevati anche alcuni dubbi relativi alla sicurezza.
Anticorpi monoclonali contro il coronavirus e non solo
Tra le scoperte dell’anno che sta per chiudersi si parla ancora di Covid-19 ricordando i traguardi della ricerca sugli anticorpi monoclonali. Ritenuti a lungo terapie quasi esclusive dell’ambito immuno-oncologico, Science ricorda invece come pian piano stiano arrivando anche negli armadietti dei farmaci contro le infezioni. Non solo per il coronavirus, ma anche per il virus respiratorio sinciziale e l’Hiv nelle forme resistenti i farmaci.
Mdma contro disturbo post-traumatico da stress
Rimanendo in ambito medico, il 2021 ha visto anche l’arrivo di alcune conferme sull’uso di sostanze psichedeliche in psichiatria. Da ricordare in particolare sono i risultati sull’uso dell’Mdma – o ecstasy, una sostanza di interesse medico da decenni – nel trattamento del disturbo post-traumatico da stress abbinato alla psicoterapia.
Uno studio su Nature Medicine infatti mostrava come l’uso dell’Mdma fosse associato a un maggior alleviamento dei sintomi da disturbo post-traumatico. Probabilmente, ipotizzavano gli autori, per la capacità della sostanza di aumentare la compassione verso se stessi e diminuire la paura. Altri studi sono ancora in corso.
I successi in vivo di Crispr
Dopo il Nobel conquistato lo scorso anno, Crispr continua a far parlare di sé. Lo ha fatto, e a ragione, anche nel 2021, ricorda Science, con l’annuncio dei primi incoraggianti risultati relativi all’applicazione della tecnica di editing in vivo, ovvero direttamente nel corpo (e non su cellule prelevate e poi reinfuse, come avvenuto per esempio per l’anemia falciforme e la talassemia).
Sono quelli ottenuti in due piccoli studi, dove Crispr è stato utilizzato per correggere i difetti genetici alla base dell’amiloidosi da transtiretina e dell’amaurosi congenita di Leber di tipo 10, una patologia retinica.
La ricerca sugli embrioni
Tema da sempre caldo, specialmente in Italia, quello della ricerca sugli embrioni, soprattutto per questioni etiche. Come studiare le primissime fasi di sviluppo di un organismo, fondamentali per migliorare per esempio le tecniche di fecondazione assistita?
Di gruppi impegnati nel campo ce ne sono diversi, ricorda Science citando diversi esempi, dall’embrione di topo cresciuto per diversi giorni in laboratorio alle strutture analoghe alla blastocisti (una delle fasi dello sviluppo embrionale) ottenute a partire da staminali umane, utili come modello di studio, come vi raccontavamo.
Il cuore di Marte
Cambiamo decisamente ambito. Per la categoria spazio quest’anno è stato l’anno di Marte, grazie alle scoperte rese possibili da Insight, il lander deputato ad ascoltare i terremoti marziani. Le analisi dei dati raccolti hanno permesso di tracciare un quadro dell’interno del pianeta. Sappiamo così che Marte ha una crosta eterogenea, che non ha un mantello interno paragonabile al nostro e un nucleo ingombrante, liquido e meno denso di quanto creduto, a circa 1.500 chilometri di profondità.
Il muone che sorprende
C’è stata anche tanta fisica nell’anno che sta per chiudersi. Anche di quella che sorprende, quando il risultato di un esperimento contraddice le attese. In questo caso a sorprendere sono stati i muoni, particelle subatomiche, per cui un team di ricercatori internazionali ha calcolato le proprietà magnetiche grazie agli esperimenti condotti al Fermilab. Quanto osservato però, pur confermando dati precedenti, è un comportamento anomalo in disaccordo con quanto previsto dal Modello standard. E quando questo accade è un momento particolarmente entusiasmante per gli addetti ai lavori.
Più vicini alla fusione nucleare
La corsa alla fusione nucleare, che vede tanti attori, tanto pubblici che privati, non si è certo fermata nel 2021. Anzi. D’altronde riuscire a mimare le reazioni che avvengono dentro le stelle per soddisfare i nostri bisogni di energia, in modo pulito, è un traguardo che fa gola a tutti. E quest’anno siamo riusciti ad andarci vicino: i ricercatori della National Ignition Facility sono infatti riusciti a scaldare e comprimere isotopi di idrogeno con un laser potentissimo per indurre la formazione di un plasma di ioni, riuscendo a produrre quasi la quantità di energia usata per innescare la reazione, come vi raccontavamo solo qualche giorno fa.
Dna dalla terra
Leggere le informazioni custodite nel dna estratto da fossili ci consente di avere uno sguardo sul passato e di stabilire relazioni, ricostruire rapporti di parentela ed evoluzione delle specie. A volte però, ricorda oggi Science, i fossili mancano. Fortuna che negli ultimi anni i ricercatori hanno imparato a leggere il dna dei nostri antenati e di antichi animali senza bisogno di trovare i loro fossili.
Come? Andando a caccia di materiale genetico disperso nel terreno. Setacciando il suolo di antichi siti, i ricercatori oggi possono sperare di trovare tracce di nostri antenati. Ed è quanto è stato fatto nel 2021, in più occasioni, permettendo in alcuni casi di osservare anche lineage sconosciuti di un Neanderthal o di scoprire l’esistenza di animali che oggi non ci sono più, cita la rivista.
