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Sviluppare nuovi farmaci in orbita

Lanciato verso la Stazione Spaziale Internazionale l’esperimento Zeprion, per contrastare le malattie da prioni(1). 

L’esperimento ZePrion (2), lanciato con successo, mercoledì 2 agosto u.s., verso la ISS (3), potrebbe portare ad una validazione del meccanismo di funzionamento di un protocollo del tutto innovativo per lo sviluppo di nuovi farmaci contro gravi malattie neurodegenerative e non solo.

Si tratta di un progetto internazionale che coinvolge diversi istituti accademici e l’azienda israeliana SpacePharma; l’esperimento ZePrion vede un fondamentale contributo dell’Italia attraverso l’Università Milano-Bicocca, l’Università di Trento, la Fondazione Telethon, l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), e l’Istituto di biologia e biotecnologia agraria del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr-Ibba). 

ZePrion si propone di sfruttare le condizioni di microgravità presenti in orbita per verificare la possibilità di indurre la distruzione di specifiche proteine nella cellula, interferendo con il loro naturale meccanismo di ripiegamento (folding proteico). 

Venerdì 4 agosto Zeprion è arrivato sulla ISS.

Individuare il bersaglio farmacologico

Il successo dell’esperimento ZePrion fornirebbe un possibile modo per confermare il meccanismo molecolare alla base di una nuova tecnologia di ricerca farmacologica denominata Pharmacological Protein Inactivation by Folding Intermediate Targeting (PPI-FIT), sviluppata da due ricercatori delle Università Milano-Bicocca e di Trento e dell’INFN.

L’approccio PPI-FIT si basa sull’identificazione di piccole molecole (dette ligandi), in grado di unirsi alla proteina che costituisce il bersaglio farmacologico durante il suo processo di ripiegamento spontaneo, evitando così che questa raggiunga la sua forma finale.  

Infatti, spiega Pietro Faccioli (4), professore dell’Università Milano-Bicocca: “La capacità di bloccare il ripiegamento di specifiche proteine coinvolte in processi patologici apre la strada allo sviluppo di nuove terapie per malattie attualmente incurabili”.  

La microgravità e l’immagine ad alta risoluzione

Un tassello finora mancante per la validazione della tecnologia è la possibilità di ottenere un’immagine ad alta risoluzione del legame tra le piccole molecole terapeutiche e le forme intermedie delle proteine bersaglio (quelle che si manifestano durante il ripiegamento), in grado di confermare in maniera definitiva l’interruzione del processo di ripiegamento stesso. 

In genere, questo tipo di immagine viene ottenuta analizzando con una tecnica chiamata cristallografia a raggi X cristalli formati dal complesso ligando-proteina. Nel caso degli intermedi proteici, però, gli esperimenti necessari non sono realizzabili all’interno dei laboratori sulla Terra, in quanto la gravità genera effetti che interferiscono con la formazione dei cristalli dei corpuscoli composti da ligando e proteina, quando questa non abbia ancora raggiunto la sua forma definitiva (5). 

Ulteriori informazioni

ZePrion si compone di un vero e proprio laboratorio biochimico in miniatura (lab-in-a-box) realizzato da SpacePharma, che opererà a bordo della ISS e verrà controllato da remoto (6).

  1. 1. Proteina prionica, balzata tristemente agli onori della cronaca negli anni Novanta, durante la crisi del ‘morbo della mucca pazza’ (malattia di Creutzfeld-Jakob o l’insonnia fatale familiare)
  2. 2. Decollato con la missione spaziale robotica di rifornimento NG-19 dalla base di Wallops Island, in Virginia (USA)
  3. 3. Stazione Spaziale Internazionale
  4. 4. Ricercatore dell’INFN, coordinatore dell’esperimento e co-inventore della tecnologia PPI-FIT
  5. 5. Esiste infatti chiara evidenza che la microgravità presente in orbita fornisca condizioni ideali per la creazione di cristalli di proteine”, illustraEmiliano Biasini, biochimico dell’Università di Trento e altro co-inventore di PPI-FIT,“ma nessun esperimento ha provato fino ad ora a generare cristalli di complessi proteina-ligando in cui la proteina non si trovi in uno stato definitivo
  6. 6. Oltre alla componente italiana, la collaborazione ZePrion si avvale della partecipazione delle scienziate e degli scienziati dell’Università di Santiago di Compostela


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