Professore al Collège de France e all’ Institut Pasteur di Parigi, Jean-Pierre Changeux (che è nato a Domont, in Francia, nel 1936) è uno dei padri della moderna Neurobiologia. Fondamentali i suoi studi sui recettori per l’acetilcolina, isolati negli organi elettrici di alcune specie di pesci, per chiarire le modalità con cui i neuroni del cervello comunicano tra loro. Oltre ad essere biologo molecolare e cellulare di prim’ordine, Changeux è considerato un maître à penser, un “umanista del XXI secolo”, per la ricchezza della sua personalità e per la capacità di lanciare ponti tra le scienze della vita e la cultura umanistica. E’ quello che testimoniano in primo luogo i suoi libri. L’ homme neuronal, uscito nel 1983 è un esempio di divulgazione scientifica ad alto livello ed è diventato presto un classico delle neuroscienze. Due libri di conversazioni con importanti studiosi del nostro tempo mostrano il suo impegno filosofico. In quello con il matematico Alain Connes (Matière à pensée 1989), discute della natura degli oggetti matematici nel nostro cervello. In quello con il filosofo Paul Ricoeur (Premio Balzan 1999 per la filosofia), si confronta sui rapporti tra mente e cervello (in La nature et la règle del 1998). Infine Raison et plaisir del 1994 testimonia la sua passione per l’arte, in esso indaga l’origine “cerebrale” della creazione artistica e la sua fruizione.
Laudatio
Le ricerche di Jean-Pierre Changeux sono focalizzate sui meccanismi molecolari e cellulari fondamentali, coinvolti nella individuazione dei segnali chimici e nella loro trasduzione in attività biologica. Questi studi coprono un campo molto vasto. Partendo inizialmente da un enzima batterico, si sono concentrati in seguito sulla segnalazione della sinapsi in un vertebrato inferiore (Torpedo marmorata) e poi sulla giunzione neuromuscolare, per finire attualmente nello studio delle funzioni cognitive superiori nei mammiferi e nell’uomo.
Nei suoi primi lavori (1961-1964), mentre preparava la sua tesi di dottorato, Jean-Pierre Changeux ha scoperto, studiando un enzima regolatore batterico, che era possibile dissociare, in un sistema messo a punto in vitro, le interazioni molecolari dell’enzima con il suo segnale regolatore da una parte e con il suo substrato dall’altra. Questa osservazione ha costituito la base sperimentale a partire dalla quale egli ha elaborato il concetto di interazioni allosteriche. Queste si producono tra due siti distinti della proteina enzimatica e si traducono in un cambiamento discreto della sua conformazione. Egli propone che le interazioni allosteriche costituiscano un meccanismo generale di trasduzione di un segnale chimico a livello molecolare.
Jean-Pierre Changeux ha poi applicato il concetto di proteina allosterica al recettore per l’acetilcolina, implicata nella trasmissione sinaptica a livello dell’organo elettrico della Torpedine e poi a livello della giunzione neuromuscolare. È lui il responsabile della prima identificazione a livello proteico e della purificazione di un recettore per un neurotrasmettitore collegato a un canale ionico: il recettore nicotinico per l’acetilcolina. Si tratta del primo recettore di membrana che sia stato isolato e caratterizzato. Jean-Pierre Changeux e il suo gruppo chiarirono poi le caratteristiche fondamentali della proteina “recettore”: le sue proprietà fisico chimiche elementari, la sua organizzazione pentamerica ( ); la prima sequenza di aminoacidi della sottounità che portò poi alla clonazione e individuazione della sequenza completa del recettore per l’acetilcolina. Hanno inoltre identificato il sito di legame dell’acetilcolina su quel recettore. Questi risultati furono poi estesi da Jean-Pierre Changeux ai recettori nicotinici del cervello.
Jean-Pierre Changeux ha così aperto un nuovo campo di investigazione nelle neuroscienze. Questa rivoluzione è stata rapidamente estesa dai vertebrati inferiori al cervello dei vertebrati superiori, tra cui l’uomo.
L’analisi dettagliata del recettore per l’acetilcolina è stata seguita negli anni novanta da uno studio genetico e dal suo ruolo nelle funzioni cognitive superiori. Applicando al topo i suoi studi di ricerca, Jean-Pierre Changeux ha dimostrato che certe mutazioni situate a livello del canale ionico portano a una iperattività dei recettori. Simili mutazioni nell’uomo sono all’origine della sindrome autosomica dominante dell’epilessia del lobo frontale. Le mutazioni che controllano la perdita di funzione del recettore per l’acetilcolina producono deficit cognitivi e invecchiamento precoce. Questo approccio dimostra che le funzioni superiori, quali la memoria a lungo termine, l’attenzione, l’emozione e persino la dipendenza dalla droga sono strettamente legate a dei meccanismi neuronali controllati dal recettore nicotinico per l’acetilcolina.
Jean-Pierre Changeux e il suo gruppo sono stati i primi a sviluppare il concetto di “malattia dei recettori” divenuto poi classico. Seguendo la loro linea di ricerca altre équipe hanno mostrato che la schizofrenia è in relazione con le mutazioni in una sottounità particolare del recettore per l’acetilcolina e che anche la malattia di Alzheimer è caratterizzata da un deficit nei recettori nicotinici.
Uno dei contributi più importanti che Jean-Pierre Changeux ha fornito in quanto teorico è stata la sintesi dei processi neuronali che vanno dal livello molecolare e cellulare ai più elevati livelli cognitivi, cosa che ha esposto con grande talento nel suo libro L’homme neuronal pubblicato nel 1983.
In breve, l’opera sperimentale e teorica di Jean-Pierre Changeux ha rivoluzionato negli ultimi quarant’anni le neuroscienze ancorando saldamente le funzioni del cervello a livello cellulare e molecolare. Jean-Pierre Changeux è passato progressivamente dal meccanismo allosterico, che aveva scoperto su un enzima regolatore batterico, ai recettori dei neurotrasmettitori e alle più elevate funzioni cognitive del cervello. A lui si deve la prima identificazione e purificazione di un recettore per neurotrasmettitore, il recettore nicotinico per l’acetilcolina. A partire dai dati strutturali e funzionali che ha ottenuto, ha potuto dimostrare l’implicazione del recettore per l’acetilcolina in numerose funzioni cognitive e nella dipendenza da certe droghe.
A livello teorico, Jean-Pierre Changeux è stato il primo a formulare, sulla base dei suoi lavori sperimentali, la teoria della stabilizzazione selettiva delle sinapsi nel corso dello sviluppo. Egli l’ha successivamente estesa a dei modelli di funzioni cognitive dei quali ugualmente è stato uno dei pionieri e che sono stati una feconda fonte d’ispirazione per numerosi neurobiologi.
Francia
Jean-Pierre Changeux
Premio Balzan 2001 per le neuroscienze cognitive
