SmartCell intende usare le cellule delle piante come fabbriche farmaceutiche
Si stima che nel 2004 un quarto di tutti i farmaci prescritti nei paesi industrializzati contenesse composti derivati dalle piante
SmartCell, un progetto finanziato dall'UE, ha ricevuto 6 Mio EUR per sviluppare degli strumenti in grado di sintetizzare preziosi prodotti farmaceutici usando le cellule delle piante. Il progetto è formato da un consorzio di 14 importanti istituti di ricerca europei, 3 piccole e medie imprese e 2 grandi imprese industriali, e dispone di un bilancio totale di 8,5 Mio EUR per i prossimi 4 anni.
Si stima che nel 2004 un quarto di tutti i farmaci prescritti nei paesi industrializzati contenesse composti derivati dalle piante. Tra i più conosciuti farmaci basati sulle piante ci sono la morfina, la codeina, il chinino e gli steroidi come la digitossina. Finora non è stato possibile produrre dei sostituti sintetici che fossero farmacologicamente così efficaci e specifici.
Le piante viventi producono una grande varietà di «metaboliti secondari», composti che aiutano la pianta ad adattarsi al suo ambiente. Questi metaboliti secondari (ad esempio la resina) sono prodotti in piccole quantità durante lunghi periodi di tempo, nel caso degli alberi si può trattare anche di molti anni. Questi sono a volte considerati come prodotti di scarto del metabolismo della pianta, ma hanno una grandissima importanza farmaceutica.
La maggior parte dei metaboliti secondari (chiamati anche fitofarmaceutici) sono attualmente estratti da piante viventi intere, poiché la loro sintesi chimica è molto difficile e costosa. Tuttavia, la biosintesi è un processo complesso e poco compreso, e il rendimento è basso. Inoltre, molte delle piante che producono questi preziosi composti sono difficili da coltivare o sono sfruttate troppo intensamente.
Le cellule delle piante potrebbero essere usate per produrre preziosi composti farmaceutici su larga scala, in modo simile a come vengono usati i microbi per produrre gli antibiotici. Il dott. Oksman-Caldentey del VTT Technical Research Centre in Finlandia, coordinatore del progetto, ha spiegato al Notiziario CORDIS: «La differenza è che nei microbi il processo di produzione degli antibiotici è breve e relativamente semplice; invece, l'esatto meccanismo grazie al quale le piante sono in grado di produrre questi composti a basso peso molecolare non è ben compreso.»
Il consorzio SmartCell combinerà gli sforzi di scienziati specializzati in varie aree di ricerca per descrivere i meccanismi della produzione dei metaboliti secondari. Esperti in botanica, farmacognosia (lo studio dei farmaci derivati da fonti naturali), microbiologia, fitochimica, biochimica, biologia molecolare e tecnologia della fermentazione applicheranno la loro vasta base di conoscenze allo studio delle vie metaboliche delle piante in cellule clonate isolate. Le loro nuove conoscenze verranno usate per sviluppare strumenti che sfruttino queste vie metaboliche secondarie, sintetizzando velocemente grandi quantità di composti preziosi dal punti di vista farmaceutico. In pratica, essi manipoleranno le cellule delle piante in modo che fungano da «fabbriche verdi».
Le attività iniziali di SmartCell si concentreranno sulla sintesi di terpeni, che sono prodotti da una grande varietà di piante (in particolare conifere). Alcuni derivati molto conosciuti dei terpeni sono gli steroidi, il mentolo, la canfora e i cannabinoidi. Essi vengono usati nella ricerca iniziale di SmartCell poiché gli studi preliminari sono stati promettenti e anche perché esistono già dei validi esempi funzionanti (il paclitaxel, un farmaco antitumorale estratto originariamente dalla corteccia degli alberi di Taxus brevifolia di 60 anni, è parzialmente prodotto da colture di cellule della pianta). Se tutto va bene, gli stessi strumenti usati per sintetizzare i terpeni verranno applicati per costruire altri composti desiderabili.
Tra i partecipanti a SmartCell ci sono, tra gli altri, il Flanders Institute for Biotechnology in Belgio, l'Università di Leiden nei Paesi Bassi, l'Università di Lleida in Spagna e il Fraunhofer IME in Germania. Il progetto è attualmente impegnato nella definizione di un accordo contrattuale con la Commissione europea riguardante i diritti di proprietà. Essi si augurano che le istituzioni partecipanti abbiano l'uso prioritario dei nuovi strumenti, ma che le nuove tecnologie vengano anche messe a disposizione del pubblico. Il consorzio condividerà i database e altre risorse, e l'uso di una banca delle colture cellulari potrebbe essere offerta gratuitamente alle istituzioni di ricerca universitarie; i dettagli dei prezzi industriali sono invece in discussione.