Un gruppo internazionale di ricerca ha sviluppato una nuova classe di molecole fotosensibili che possono essere attivate nel momento e nel punto desiderato: un passo avanti per lo sviluppo di terapie più efficaci e sicure.
Una nuova classe di molecole fotosensibili, in grado di legarsi al DNA o di staccarsene in risposta alla luce, potrebbe aprire la strada a terapie antitumorali più mirate e con minori effetti collaterali.
Il risultato, pubblicato sul Journal of the American Chemical Society, è frutto della collaborazione tra il NanoBio Interface Lab dell’Università di Bologna, coordinato da Matteo Calvaresi, e il gruppo di ricerca del Premio Nobel per la Chimica Ben L. Feringa dell’Università di Groningen, nei Paesi Bassi.
La ricerca nasce dall’esigenza di superare uno dei principali limiti di molti farmaci chemioterapici. Questi medicinali, infatti, contrastano la proliferazione delle cellule tumorali inserendosi nel DNA e impedendone la replicazione, ma spesso finiscono per danneggiare anche le cellule sane, provocando effetti indesiderati.
Per affrontare questo problema, i ricercatori hanno sviluppato molecole basate sulle “diazocine“, particolari interruttori molecolari che modificano la propria struttura quando vengono esposti a diverse lunghezze d’onda della luce. Grazie a questo meccanismo è possibile controllarne l’attività con precisione: in una configurazione le molecole si legano al DNA, mentre in un’altra perdono completamente questa capacità. Il processo è reversibile e può essere ripetuto più volte utilizzando luce visibile, senza comprometterne l’efficacia.
“L’aspetto davvero straordinario dei risultati di questo studio è la possibilità di controllare da remoto e in modo reversibile l’interazione con il DNA usando soltanto la luce“, spiega Matteo Calvaresi, professore al Dipartimento di Chimica “Giacomo Ciamician” dell’Università di Bologna e ricercatore all’IRCCS Policlinico di Sant’Orsola. “Questo significa poter immaginare in futuro dei farmaci chemioterapici che si attivano solo dove e quando necessario, riducendo così drasticamente la tossicità sistemica del trattamento”.
Con un’attenta operazione di progettazione, il gruppo di ricerca bolognese ha identificato le caratteristiche strutturali necessarie affinché le molecole potessero inserirsi tra le basi del DNA in maniera controllata, prendendo ispirazione dai farmaci chemioterapici attualmente esistenti e inserendo un interruttore molecolare all’interno della loro struttura. Questi composti sono poi stati sintetizzati e validati dal gruppo di ricerca del professor Ben L. Feringa, che insieme a Jean-Pierre Sauvage e Fraser Stoddart ha meritato nel 2016 il Premio Nobel per la Chimica, per i contributi innovativi allo sviluppo di macchine molecolari.
I risultati ottenuti sono molto promettenti: le molecole sviluppate risultano innocue al buio, ma quando vengono illuminate con luce di una specifica lunghezza d’onda cambiano forma, si legano al DNA e inducono la morte delle cellule tumorali.
“Questo tipo di controllo molecolare rappresenta uno degli obiettivi più ambiziosi della chimica contemporanea e apre scenari estremamente promettenti per la medicina del futuro”, conferma Calvaresi. “L’idea alla base della fotofarmacologia, infatti, è proprio di ‘accendere’ il farmaco soltanto nel tessuto bersaglio mediante uno stimolo esterno, in questo caso la luce, e ottenere così un controllo spazio-temporale dell’attività terapeutica”.
Per l’Università di Bologna (Dipartimento di Chimica “Giacomo Ciamician”) e l’IRCCS Policlinico di Sant’Orsola hanno partecipato Matteo Calvaresi, Edoardo Jun Mattioli e Giuseppe Giangreco. Lo studio è stato sostenuto dal contributo di Fondazione AIRC per la Ricerca al progetto NanoPhage, sviluppato presso il NanoBio Interface Lab. L’iniziativa è dedicata allo sviluppo di nuove strategie terapeutiche basate sull’impiego della luce o degli ultrasuoni per attivare selettivamente i farmaci direttamente nel sito di interesse, con l’obiettivo di aumentarne l’efficacia e ridurre gli effetti indesiderati sui tessuti sani.
fonte: Università di Bologna
