Ben Feringa, Premio Nobel per la Chimica: “Una singola cellula è più complessa di un’intera città” | Scienza

Ben Feringa produce le macchine più piccole del mondo. Sono veicoli spinti da eliche o che si muovono su quattro ruote circa mille volte più piccole del diametro di un capello. In questo mondo nanometrico, le leggi della gravità non contano più e fenomeni sorprendenti possono essere raggiunti seguendo solo le leggi della chimica.

Nel 2016 Feringa ha vinto il Premio Nobel per la Chimica, insieme al francese Jean-Pierre Sauvage e al britannico Fraser Stoddart, per la progettazione e la produzione di queste “macchine molecolari”, che prevedevano una rivoluzione paragonabile a quella industriale. L’obiettivo di questo carismatico chimico dell’Università di Groningen (Paesi Bassi) è che un giorno le nanomacchine possano penetrare nel corpo umano e fornire farmaci dove sono necessari, creando plastiche e materiali veramente riciclabili e capaci di autoripararsi. Feringa (Barger-Compascuum, Paesi Bassi, 73 anni) si è recato a Madrid per tenere una conferenza presso la Fondazione Ramón Areces di Madrid, dove offre questa intervista a EL PAÍS.

Chiedere. Nelle sue conferenze di solito chiede al pubblico dove pensano che ci siano gli elementi chimici più diversi, in un telefono cellulare o nel corpo umano Perché?

Risposta. Il nostro corpo è probabilmente la cosa più complessa che conosciamo. Anche una singola cellula è più complessa di un’intera città come Madrid. Quando si guarda quanti elementi chimici ci sono nel corpo, quante molecole, comprese quelle che compongono il DNA che produce le proteine, si arriva a un numero abbastanza piccolo. D’altro canto, le cose che fanno gli esseri umani raggiungono livelli importanti di complessità. Quindi è vero: in un telefono cellulare ci sono più elementi chimici diversi che nel corpo umano, ma questo non significa che sia più complesso. Qui vedo un messaggio fantastico da parte di Madre Natura: puoi fare molto con pochi pezzi base, se sai come farlo. Questo è esattamente ciò che stiamo cercando di imparare. È la bellezza della scienza.

P. Cosa sono capaci di fare oggi le nanomacchine?

R. Sono ancora un po’ primitivi ed è difficile migliorarli, ma dopo otto anni di lavoro disponiamo già di motori molecolari e interruttori in grado di perforare le cellule tumorali. Questo ci permette di iniettare loro farmaci. La nostra intenzione è sviluppare medicine intelligenti. Possiamo anche usare questi motori per costruire superfici che rispondono agli stimoli. Servirebbero per realizzare finestre che si puliscono da sole, oppure che isolano dal freddo o dal caldo a seconda della luce e del periodo dell’anno. Stiamo anche creando muscoli e materiali artificiali in grado di autoripararsi. Una delle nostre sfide è produrre plastica che possa essere riciclata molto facilmente, applicandovi luce o elettricità.

P. Solo con la luce?

R. Sì, lavoriamo anche con prodotti fotofarmaceutici. Sono composti che hanno due posizioni: acceso e spento. L’obiettivo qui è fare terapie di precisione. Immagina di avere un’infezione localizzata. Attiviamo l’antibiotico con la luce ed evitiamo gli effetti negativi di questi farmaci sui microbi benefici dell’intestino. Dopo 24 ore il farmaco viene nuovamente disattivato per non favorire una crescente resistenza agli antibiotici. Lo stesso vale per il cancro. Potremmo curare piccoli tumori non operabili ed evitare gli effetti collaterali della chemioterapia.

P. A che punto dello sviluppo sono?

R. Inizieremo i test preclinici sugli animali. La chiave è stata che fino ad ora veniva utilizzato un tipo di luce dannosa, come quella ultravioletta. Abbiamo ora dimostrato che per attivare questi interruttori molecolari è utile anche la luce infrarossa, innocua e capace di penetrare in profondità nei tessuti.

P. Quando pensi che le nanomacchine mediche diventeranno realtà?

R. È la grande domanda. Le batterie su cui si basano le attuali auto elettriche sono state sviluppate, ad esempio, negli anni ’80. Potrebbero volerci 20 anni. Ma a differenza di quando ho iniziato, ora ci sono tanti team che lavorano contemporaneamente in questo campo, quindi sono convinto che arriverà. Non è che tra due decenni i nostri corpi saranno pieni di nanomacchine, ma avranno un utilizzo simile a quello delle protesi attuali, come le protesi dell’anca, o come sensori dello stato del proprio corpo che si installano nella pelle.

P. Lei dice che le nanomacchine possono anche aiutarci a capire come è nata la vita.

R. È la domanda più grande che ci sia: da dove veniamo? Come hanno fatto alcune molecole a unirsi per formare una cellula primitiva in grado di replicarsi, dotata di metabolismo e nella quale il movimento già esisteva? Fu grazie alle macchine molecolari dotate di motori che la biologia stessa dovette inventare per trasportare energia e altre risorse da un luogo all’altro. I batteri più semplici avevano già la capacità di spostarsi per trovare il cibo. Il movimento è apparso molto presto nell’evoluzione. Ecco perché le nanomacchine che progettiamo possono aiutarci a capire come è apparsa e come si è evoluta la vita.

P. Quest’anno i Premi Nobel per la Fisica e la Chimica sono stati ricevuti da esperti di intelligenza artificiale (AI). Dici che l’intelligenza artificiale non commette errori come gli esseri umani, e questo è il suo grande difetto.

R. Fallire è fondamentale nella ricerca scientifica. Si impara sempre qualcosa da un esperimento che non è andato come ci si aspettava. È possibile che l’intelligenza artificiale possa aiutarci a scartare gli esperimenti, ad esempio, scegliendo i 50 più interessanti tra migliaia di possibilità, ma ciò non esclude che alcuni di quelli selezionati falliscano, e in effetti questo è importante. Un modo per migliorare l’IA sarebbe darle la capacità di commettere errori e riprovare con una strategia diversa. L’intelligenza artificiale e la robotizzazione dei laboratori cambieranno per sempre la scienza, ma credo che alla fine avremo sempre bisogno del fattore umano e della sua creatività. Dobbiamo anche essere molto critici. I risultati che l’intelligenza artificiale offre oggi sono altrettanto buoni quanto la qualità dei dati che forniamo all’inizio, che spesso è scarsa o molto eterogenea. Ecco perché vediamo enormi discrepanze nei risultati. Questo può portarci a un modo di fare scienza fuorviante.

P. Provieni da una famiglia numerosa di genitori contadini. Parla spesso di “Madre Natura” e di come le nanomacchine possano mostrarci l’origine della vita. Pensi che ci sia un posto per Dio in tutto questo?

R. Sono cresciuto in una famiglia cattolica. Ma come scienziato è difficile dire che qualcosa sia successo per opera di Dio. Credo che la chimica e la biologia possano spiegare tutto ciò che accade nelle nostre cellule, nel nostro corpo. Ma allo stesso tempo, non direi che è tutto quello che c’è. Possiamo spiegare il pensiero umano, i sentimenti, l’amore, la coscienza umana con l’azione degli ormoni e di altre molecole e impulsi elettrici, con la chimica. Ma c’è sempre qualcosa di più. Per me forse Dio è tutte le cose belle che accadono tra gli esseri umani e che non possiamo spiegare a parole. Perché ci apprezziamo, perché ci amiamo? È un mistero.

P. È vero che la serie televisiva I Simpson aveva predetto che avrebbe vinto il premio Nobel?

R. Nel 2011 mi chiamò un collega dell’Università dell’Illinois (Stati Uniti) e mi disse che era stato tra i favoriti per vincere il Premio Nobel nel I Simpson. Apparve anche William Moerner dell’Università di Stanford. Penso che fosse martedì sera, proprio la settimana prima dei premi Nobel. Il giorno dopo i miei studenti mi ricevettero con la stessa notizia. Ho detto loro che per un umile ricercatore dell’Università di Groningen, apparire nella televisione americana era il risultato più grande a cui potesse aspirare; Quindi se mi dessero il premio Nobel, forse non dovrei nemmeno andarlo a ritirare. Il fatto è che ho vinto il premio cinque anni dopo! E Moerner l’aveva vinto due anni prima. Non ho idea di come abbiano fatto, ma è stata una previsione fantastica.