Che cosa può legare i broccoli, una professoressa slovacca e più di mezzo secolo di ricerca scientifica?
Il sulforafano. Una sostanza naturale di cui oggi si parla in tutto il mondo e che è oggetto dell'interesse di chimici, biologi molecolari e oncologi sperimentali. La sua storia, però, è molto più antica di quanto possa sembrare. E ha anche una traccia cecoslovacca davvero interessante. Una delle figure di rilievo della prima ricerca sugli isotiocianati è stata la scienziata slovacca prof. RNDr. Katarína Horáková, DrSc.
Il suo lavoro ci porta fino ai laboratori degli anni Sessanta del secolo scorso.
Che cos'è il sulforafano?
Il sulforafano appartiene agli isotiocianati — composti organici che nella molecola portano un gruppo caratteristico formato da zolfo, carbonio e azoto. È proprio quello a dare loro il tipico sapore pungente e amarognolo e l'odore penetrante. Chi ha grattugiato del rafano, tagliato un ravanello o aperto un wasabi lo conosce molto bene: gli isotiocianati sono quello che pizzica nel naso.
La presenza di sulforafano è associata soprattutto alle piante della famiglia delle brassicacee — broccoli, cavolfiore, verza o cavoletti di Bruxelles. Una fonte vegetale interessante sono anche i giovani germogli di broccolo.
Come si forma il sulforafano nella pianta
In una pianta intatta il sulforafano praticamente non c'è. La pianta tiene al suo interno il suo precursore, chiamato glucorafanina — e, separato da esso, l'enzima capace di scinderlo.
Quando il tessuto vegetale viene danneggiato, per esempio tagliando, schiacciando o masticando, le due componenti si incontrano e nel processo entra l'enzima mirosinasi. In condizioni adatte avvengono poi le reazioni chimiche che portano alla formazione del sulforafano. Per la pianta è un modo di difendersi che si attiva solo nel momento del danno; solo in secondo luogo è un tema per i chimici.
La mirosinasi è però una proteina e, come le altre proteine, le temperature elevate la danneggiano. Per questo il contenuto di sulforafano è diverso in una verdura cruda e in una verdura cotta a lungo. Non è nessun segreto — è normale chimica di cucina, che in laboratorio gli scienziati devono tuttavia tenere sotto controllo con la stessa cura della composizione del terreno di coltura. Ed è proprio il sulforafano, insieme alle altre sostanze del gruppo degli isotiocianati, che attira l'attenzione degli scienziati già da diversi decenni.
Una scienziata, non un medico
Conviene dire subito una cosa. Katarína Horáková non era un medico che esercitava la professione e non si occupava di pazienti. Era una ricercatrice — una naturalista che in laboratorio osservava come si comportano le colture cellulari in presenza di sostanze chimiche definite con precisione. Non ha valutato nessun prodotto e il testo che segue non è una sua posizione su qualcosa che si possa comprare. È la storia della ricerca di laboratorio su un gruppo di composti.
Lavorava inoltre al confine fra due discipline che allora stavano appena imparando a collaborare: la sintesi chimica e la biologia della cellula. Insieme ai suoi colleghi studiava l'azione biologica degli isotiocianati naturali e sintetici — quindi anche di sostanze che in nessuna pianta trovereste, perché sono nate in laboratorio come variazioni di un modello naturale. E lo faceva in un'epoca in cui gli attuali metodi della biologia molecolare non erano ancora affatto disponibili.
Particolarmente interessante è soprattutto una parte del suo lavoro scientifico. La ricerca sugli isotiocianati toccava infatti anche il campo dell'oncologia sperimentale.
1968: gli isotiocianati e le cellule tumorali
Nel 1968 Katarína Horáková pubblicò, insieme ad altri scienziati cecoslovacchi, sulla rivista specializzata Neoplasma un lavoro dal titolo:
«Cytotoxic and cancerostatic activity of isothiocyanates and related compounds. I. Activity of some naturally occurring isothiocyanates and their synthetic analogues on HeLa-cells.»
Oggetto dello studio era l'esame di laboratorio degli isotiocianati naturalmente presenti e dei loro analoghi sintetici sulle cellule HeLa.
Le cellule HeLa sono una delle linee cellulari umane più note nella storia della ricerca biomedica. Sono cellule che in condizioni di laboratorio riescono a dividersi praticamente senza limiti e che si potevano quindi — a differenza di un tessuto prelevato per un singolo esperimento — coltivare e spedire fra i laboratori di tutto il mondo. È proprio grazie a questo che sono diventate il materiale standard su cui negli anni Sessanta si provava come la cellula reagisce ai composti preparati ex novo.
E non fu l'unico studio. Nello stesso anno il gruppo pubblicò un altro lavoro, dedicato all'azione di un diverso gruppo di isotiocianati sulle cellule HeLa. Horáková, insieme a František Kalafut, pubblicò inoltre un lavoro che seguiva i cambiamenti morfologici delle cellule HeLa sotto l'azione di concentrazioni citotossiche di isotiocianati — cioè il modo in cui la cellula, al microscopio, cambia la propria forma e la propria struttura. Non si trattò quindi di un esperimento isolato, ma di una ricerca più ampia su questo gruppo di sostanze, durata diversi anni.
Che cosa significa davvero fare ricerca sulle cellule tumorali?
Qui bisogna fare una distinzione molto importante. Se gli scienziati rilevano un certo effetto di una sostanza sulle cellule tumorali in condizioni di laboratorio, questo non significa che quella sostanza curi una malattia tumorale nell'uomo o sia in grado di prevenirla. La ricerca sulle colture cellulari è uno degli strumenti di base della scienza sperimentale. Permette per esempio di osservare come le cellule reagiscono a una certa sostanza e quali meccanismi cellulari o molecolari possono essere coinvolti in questa reazione.
Una cellula in una piastra di plastica si trova però in una situazione completamente diversa da una cellula in un organismo vivo. La sostanza le arriva in una concentrazione scelta dallo sperimentatore stesso, non deve passare per nessuna trasformazione e non deve percorrere nessuna strada. Solo la ricerca successiva può mostrare quale significato abbiano osservazioni del genere in un organismo vivo — e per molte sostanze si scopre che non ne hanno nessuno.
La ricerca continua anche dopo più di mezzo secolo
Dai primi lavori di Katarína Horáková sono passati più di 50 anni.
Le possibilità della scienza, in questo tempo, sono cambiate in modo radicale. I laboratori di oggi possono seguire le singole vie di segnalazione, l'espressione dei geni, i processi enzimatici e altri meccanismi sui quali mezzo secolo fa gli scienziati avevano soltanto informazioni limitate. Per questo il sulforafano è oggetto di ricerca sperimentale anche oggi. Nella letteratura specializzata vengono studiate le sue interazioni con diversi meccanismi cellulari e molecolari, per esempio con le vie di segnalazione cellulare, la regolazione dell'espressione genica, il ciclo cellulare o la morte cellulare programmata.
Una delle aree di interesse scientifico è anche la via di segnalazione Nrf2. Il sulforafano compare inoltre nell'attuale ricerca oncologica sperimentale, dove gli scienziati studiano il suo comportamento e la sua azione a livello molecolare e cellulare.
I risultati della ricerca sperimentale non si possono però confondere con un effetto preventivo o di cura dimostrato nell'uomo.
Una storia avanti rispetto al suo tempo
È proprio qui che la storia della professoressa Katarína Horáková diventa così affascinante. Immaginiamoci la Cecoslovacchia del 1968. Nessun sequenziamento genetico come quello di oggi. Nessuna banca dati moderna con milioni di pubblicazioni scientifiche. Nessuna tecnologia di quelle che oggi permettono agli scienziati di seguire quello che accade dentro la cellula quasi a livello molecolare. I risultati si scrivevano sui quaderni di laboratorio, le osservazioni nascevano al microscopio e la letteratura specializzata arrivava in ritardo, quando arrivava. E nonostante questo, nei laboratori cecoslovacchi si studiavano gli isotiocianati e la loro azione sulle cellule tumorali umane.
Più di mezzo secolo dopo, il mondo scientifico continua a occuparsi di questo gruppo di sostanze.
Il sulforafano non è un «nuovo miracolo»
Forse è proprio questo l'aspetto più interessante della sua storia. Il sulforafano non è una sostanza comparsa all'improvviso insieme a una moda alimentare moderna. Dietro la ricerca sugli isotiocianati ci sono decenni di lavoro scientifico — e anche decenni di domande rimaste aperte.
Dalle semplici colture cellulari fino alla biologia molecolare di oggi, gli scienziati cercano di capire sempre più in dettaglio come queste sostanze interagiscono con le cellule vive. E parte della storia di questa ricerca è anche la professoressa slovacca Katarína Horáková.
Il suo lavoro ricorda una caratteristica importante della scienza vera: alcune domande possono essere così interessanti che gli scienziati ci tornano anche dopo più di mezzo secolo. E ricorda anche che fra un risultato di laboratorio e la risposta alla domanda «che cosa significa per l'uomo» c'è spesso una strada lunga generazioni di ricercatori.
Volete dare un'occhiata direttamente ai lavori scientifici originali?
- Horáková K., Drobnica L., Nemec P., Antos A., Kristián P. (1968)
Cytotoxic and cancerostatic activity of isothiocyanates and related compounds. I. Activity of some naturally occurring isothiocyanates and their synthetic analogues on HeLa-cells.
Neoplasma 15(2): 169–176. PMID: 5658012 - Horáková K., Drobnica L., Nemec P., Kristián P., Antos K. (1968)
Cytotoxic and cancerostatic activity of isothiocyanates and related compounds. II. Activity of substituted phenylisothiocyanates on HeLa-cells.
Neoplasma 15(2): 177–182. PMID: 5658013 - Horáková K., Kalafut F. (1968)
Morfologické zmeny HeLa buniek, vyvolané cytotoxickými koncentráciami izotiokyanátov.
Biologia (Bratislava) 23(6): 438–445. PMID: 4875734
Nota
L'articolo ha carattere informativo e divulgativo e descrive la storia e gli ambiti della ricerca scientifica. Non valuta e non descrive nessun prodotto specifico e non si riferisce a nulla del nostro assortimento. Gli studi di laboratorio citati non costituiscono una prova che il sulforafano, o gli alimenti e gli integratori alimentari che lo contengono, prevengano, diagnostichino o curino malattie tumorali o di altro tipo. In questo articolo il sulforafano non è presentato come un farmaco.