Medicine biologiche ispirate dalla natura

Anche nel campo della Medicina gli scienziati hanno ancora tantissimo da imparare dalla Natura. In questo periodo di Covid 19, questo dato di fatto sta diventando sempre più evidente, perché con le attuali terapie farmacologiche si è arrivati a degli indiscutibili successi nelle cure alle persone, ma stanno diventando sempre più frequenti i casi di resistenza a determinati tipi di farmaci. In particolar modo per gli antibiotici e per le medicine anti-rigetto dopo un trapianto. E anche questo è un dato indiscutibile, che però era già emerso in altri settori.
Infatti è un problema ormai largamente conosciuto in agricoltura. Con l’uso dei pesticidi non si abbatte mai la totalità degli agenti patogeni, ma semplicemente viene eliminata la fascia di popolazione (insetti, batteri, funghi, ecc.) che non riesce a resistere ad una determinata dose di trattamento. In questo modo si effettua una sorta di selezione genetica di individui sempre più resistenti e nel tempo bisogna utilizzare dosaggi sempre maggiori oppure principi attivi più potenti. Basti pensare che la penicillina, l’antibiotico più usato al mondo, ha attualmente dosi d’impiego 50-70 volte maggiori rispetto a quando è stata scoperta. Tra l’altro nella somministrazione ai bambini ancora oggi si fa riferimento a studi specifici compiuti negli anni Sessanta, mentre sono noti da molto tempo gli effetti collaterali negativi di questo tipo di farmaci rispetto alla flora batterica nell’intestino umano.
La tecnologia comunque sta permettendo di sintetizzare farmaci sempre più mirati, ma il problema di fondo resta. Di conseguenza la ricerca farmacologica negli ultimi anni si sta indirizzando sempre di più verso terapie ispirate da ciò che accade in natura. Vediamo qualche esempio di cosa sta venendo là fuori.

Già da alcuni anni gli scienziati svizzeri dell’EPFL (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne) hanno scoperto che il Pyridomycin, una sostanza prodotta da batteri non patogeni del terreno, è un antibiotico naturale molto potente contro la tubercolosi. Contemporaneamente i ricercatori, attraverso una migliore comprensione di come funziona tale molecola, sono stati in grado di ridurre drasticamente il rischio che i batteri della malattia in futuro svilupperanno delle resistenze: risultato particolarmente importante, quest’ultimo, visto che i casi di tubercolosi (TBC) multi-resistente sono in aumento a livello mondiale. Nell’ambiente scientifico internazionale era stato intuito da tempo che il bacillo della tubercolosi aveva una sua debolezza intrinseca, ma non si era mai riusciti ad evidenziarla con gli strumenti della chimica di sintesi. Con la sua struttura tridimensionale invece il Pyridomycin agisce simultaneamente su due parti di un enzima chiave della malattia (il fattore INHA), facendo letteralmente scoppiare la membrana del batterio patogeno come se fosse un palloncino. Con questo “meccanismo” lo stesso batterio non è più in grado di rigenerare la sua membrana e per tale motivo non riesce a diventare resistente.

I ricercatori svizzeri hanno commentato  che la scoperta rappresenta una grande lezione dalla natura rispetto alla progettazione di farmaci: una sorta di via maestra da seguire per il futuro. Le strutture tridimensionali delle molecole naturali sono spesso più complesse e più contorte rispetto alle molecole sintetiche, ma proprio per questo possono risultare decisamente più letali per le malattie. La scoperta è stata avviata nel lungo iter autorizzativo un uso terapeutico, come si solito succede per tutti i farmaci, visto che ci vogliono le opportune sperimentazioni, ma le premesse per arrivare presto al traguardo ormai ci sono tutte.  Ma le nuove scoperte arrivano anche in modo sorprendente.

Una bella frittura di pesce fa sempre gola a molti. Purtroppo però ne viene spesso sconsigliato il consumo, soprattutto ai soggetti cardiopatici, a causa del forte assorbimento dell’olio di cottura. Eppure proprio dai suoi ingredienti, in particolare dai calamari, potrebbe presto arrivare una nuova importante tecnologia medica. Una vera e propria rivoluzione che porterebbe all’uso di protesi (peacemaker, retine, cuori, mani e gambe artificiali, ecc.) in grado di comunicare direttamente con i muscoli e con il cervello. L’ostacolo principale in questo tipo di ricerche era rappresentato dal fatto che l’elettronica tradizionale, per far funzionare le protesi, impiega segnali mediante gli elettroni, i quali hanno carica negativa. Invece la maggior parte dei tessuti viventi per funzionare impiega il movimento di cariche positive, cioè i protoni. Il problema sembrava insormontabile, ma gli studiosi dell’Università della California di Irvine recentemente hanno scoperto che il “calamaro a matita” contiene sulla propria pelle una proteina (la reflectina) che è in grado di condurre i protoni e quindi potrebbe permettere la comunicazione tra corpo umano e gli impianti biomedici. Questo tipo di calamaro, per sfuggire ai predatori, ha la caratteristica di cambiare colore, riflettendo in modo diverso la luce che lo raggiunge. Così i ricercatori hanno utilizzato la reflectina su dei batteri comuni, ottenendone un film sottile su un substrato di silicio. Tra l’altro tale tecnologia promette di evitare persino il rischio degli immancabili rigetti post-trapianto, perché, trattandosi di una sostanza biologica, potrebbe essere adattata alle esigenze terapeutiche di ogni singolo soggetto. Senza trascurare il fatto che essendo una sostanza già presente in natura è automaticamente biodegradabile: dopo la sua utilizzazione potrebbe essere smaltita già dallo stesso corpo umano dove è stata impiegata, evitando così altri interventi chirurgici. Alon Gorodetsky, assistente professore di ingegneria chimica e dei materiali, che ha guidato il team di ricerca, commenta così la sua scoperta: «La natura è veramente brava a fare certe cose che a volte a noi sembrano incredibilmente difficili». Sagge parole.