Nel 1926 Otto Warburg, in un lavoro scientifico pubblicato a Londra, riportò un interessante risultato delle sue ricerche, secondo il quale le cellule tumorali hanno un diverso comportamento rispetto a quelle sane, per un’alterazione metabolica della glicolisi.
Come noto si tratta del processo con il quale le cellule utilizzano il glucosio come fonte di energia metabolizzandolo a piruvato, che nelle cellule sane viene per la maggior parte convogliato all’interno dei mitocondri, dove viene ossidato nel ciclo di Krebs per produrre ATP, adenosinatrifosfato, che soddisfa la richiesta energetica delle cellule.
Nel caso delle cellule tumorali avviene invece che la maggior parte del piruvato è dirottato rispetto ai mitocondri e produce lattato attraverso l’azione dell’enzima lattato deidrogenasi. Il lattato può essere anche prodotto dalle cellule normali, ma solo in condizioni anaerobiche, non richieste invece nel caso delle cellule tumorali capaci di produrre questa specie anche in condizioni aerobiche (eccesso di O2), con un rendimento che arriva ad essere oltre 10 volte superiore a quello delle cellule sane.
Più recentemente, tuttavia, tale effetto è stato anche correlato alla presenza in quantità maggiori, di una particolare forma di esochinasi legata ai mitocondri, che genera un aumento dell'attività glicolitica senza che l'ossigeno sia necessariamente consumato. Questo effetto ha comunque delle conseguenze molto rilevanti in alcune applicazioni biomediche.
L'elevata glicolisi delle cellule tumorali, infatti, può essere utilizzata come fattore diagnostico di un tumore, come fattore per la valutazione di efficacia del trattamento, nonché per una esatta localizzazione della massa tumorale attraverso tecniche di imaging, mediate da un radiotracciante per PET, come il fluorodeossiglucosio (un substrato modificato della esochinasi).
Pochi anni dopo l’ uscita del suo lavoro, Warburg morì e le migliori speranze diagnostiche furono vanificate. Quella che era da lui definita come la causa diventò un effetto e oggi è conosciuto dalla medicina ufficiale come “effetto Warburg”: in pratica la conseguenza e non la causa del cancro.
Resta comunque affascinante l’idea di potere impostare una diagnosi su una doppia determinazione, peraltro eseguibile con dispositivi semplici. Lo sviluppo della sensoristica è processo ormai ben vivo ed attivo da alcuni decenni ed ha trovato larghe applicazioni in chimica ambientale, chimica biologica e sue numerose applicazioni (neurobiologia, farmacologia, ingegneria tissutale……).
Particolarmente interessanti si sono dimostrati i biosensori enzimatici che, basandosi su enzimi, sono caratterizzati da elevata specificità rispetto ai singoli analiti.
La microscopia elettronica a scansione è una tecnica applicata allo studio dei flussi cellulari, e da quanto detto prima si comprende come, la sua combinazione (metodo ifenato) con i biosensori enzimatici, rappresenti una grande opportunità per lo studio delle cellule e l’individuazione di eventuali presenze di cellule tumorali: infatti fra i biosensori enzimatici più affidabili sono da ricordare quelli per il lattato e per il glucosio, i quali, sulla base di quanto sopra detto sul differente comportamento delle cellule tumorali rispetto a quelle sane, consentono di determinare insieme, nello stesso flusso cellulare, le due specie raccogliendo la preziosa informazione dell’eventuale eccesso di lattato prodotto.
Per completare questa breve nota non si può tacere il fatto che, attorno alla tesi di Warburg, si sono sviluppate tesi complottistiche da parte dell’industria farmaceutica, che non avrebbe da guadagnare da una tesi semplicistica della malattia del secolo.
E’ giusto però anche ricordare l’opposizione a tale tesi, soprattutto in ambito medico, anche su basi ragionevoli: così alla chemioterapia, estrema lotta al tumore, corrisponde un processo di generale acidificazione che, pertanto, risulta difficile potere considerare come una situazione ambientale concorrente all’insorgere della malattia.
Luigi Campanella
