Una nuova tecnica per lo sviluppo di farmaci più verde, semplice ed economica
Una nuova tecnica per lo sviluppo di farmaci più verde, semplice ed economicaInnovazione dalla natura
Ricercatori dell’Università di Bath hanno trovato ispirazione nella natura per sviluppare un nuovo strumento che aiuterà i ricercatori a sviluppare trattamenti farmaceutici in modo più pulito, ecologico ed economico. I trattamenti farmacologici spesso agiscono legandosi a proteine che svolgono un ruolo nelle malattie, inibendone la funzione. Questo processo può alleviare i sintomi o trattare direttamente la condizione.
Le sfide delle proteine e dei peptidi
Invece di affidarsi ai tradizionali farmaci a piccole molecole, che spesso faticano a interrompere le interazioni proteiche, l’industria farmaceutica sta esplorando l’uso di piccole proteine chiamate ‘peptidi’. Questi peptidi operano in modo simile, offrendo un modo potenzialmente più efficace per bloccare queste interazioni. Tuttavia, peptidi e proteine spesso non sono molto efficaci come farmaci perché le loro strutture tridimensionali possono disfarsi, sono sensibili alle alte temperature e possono essere difficili da introdurre nelle cellule del corpo, dove si trovano molti bersagli farmacologici eccitanti ma impegnativi.
Utilizzo degli enzimi delle piante per la produzione di massa
Ora gli scienziati dell’Università di Bath hanno sviluppato un modo per aggirare questo problema; normalmente le proteine e i filamenti di peptidi hanno un inizio e una fine – unendo questi capi liberi, è possibile creare proteine e peptidi “ciclici” molto rigidi che migliorano la stabilità termica e chimica e facilitano l’ingresso nelle cellule.
Hanno preso un enzima chiamato OaAEP1 da Oldenlandia affinis, un piccolo fiore viola che cresce nei tropici, e lo hanno modificato prima di trasferirlo in cellule batteriche. Queste colture batteriche sono state coltivate in modo da poter produrre in massa una proteina mentre contemporaneamente univano le estremità in un unico passaggio.
Le piante possono fare questo processo naturalmente, ma è lento e a bassa resa. In alternativa, la ciclizzazione può essere fatta chimicamente isolando l’enzima e poi mescolando più reagenti in una provetta, ma questo richiede più passaggi e utilizza sostanze chimiche solventi tossiche.
Un sistema batterico più semplice ed economico
Mettere l’intero processo in un sistema batterico aumenta la resa, utilizza reagenti biologicamente più sostenibili e richiede meno passaggi. È quindi molto più semplice ed economico.
Per dimostrare l’approccio, gli scienziati hanno applicato la loro tecnologia batterica OaAEP1 a una proteina chiamata DHFR, e hanno scoperto che unendo insieme le sue estremità iniziale e finale la rendeva più resistente ai cambiamenti di temperatura pur mantenendo la sua normale funzione.
Considerazioni degli esperti sul progresso
Il professor Jody Mason, del Dipartimento di Scienze della Vita dell’Università di Bath, ha dichiarato: “Le proteine e i peptidi sono generalmente abbastanza sensibili al calore, ma la ciclizzazione le rende molto più robuste. La pianta di Oldenlandia produce naturalmente proteine cicliche come parte di un meccanismo di difesa per scoraggiare i predatori. Quindi abbiamo sfruttato questo superpotere del fiore modificando OaAEP1 e combinandolo con la tecnologia esistente di produzione di proteine batteriche per creare uno strumento davvero potente che aiuterà l’industria della scoperta di farmaci.”
Il dottor Simon Tang, ricercatore associato del Dipartimento di Scienze della Vita dell’Università di Bath, ha affermato: ”Le proteine e i peptidi sono molto promettenti come candidati farmaci, ma un collo di bottiglia significativo per lo sviluppo di nuovi trattamenti terapeutici è produrre abbastanza materiale per raggiungere i pazienti senza incorrere in costi astronomici. Il nostro nuovo processo consente ai batteri di fare tutto il lavoro – il risultato è che è anche più pulito e più verde, e poiché ha meno passaggi, è molto più semplice da fare. Siamo davvero entusiasti delle potenziali applicazioni di questo, non solo per l’industria farmaceutica ma anche per altre industrie come l’industria alimentare, l’industria dei detersivi, in biotecnologia e nella produzione di bioenergia.”
I ricercatori hanno depositato un brevetto per la tecnica.
Lo studio è stato finanziato dal Consiglio di Ricerca in Biotecnologia e Scienze Biologiche.