29 marzo 2024
Aggiornato 06:00
Il progetto SmartCell finanziato dall'Unione europea

Cellule delle piante come fabbriche farmaceutiche

Il progetto è un consorzio costituito da 18 partner provenienti da Unione europea, Svizzera e Stati Uniti

SmartCell, un progetto finanziato dall'Unione europea, ha ricevuto un finanziamento di 6 miliardi di euro per sviluppare strumenti in grado di sintetizzare preziosi prodotti farmaceutici attraverso l'impiego delle cellule delle piante. Il progetto è un consorzio costituito da 18 partner provenienti da Unione europea, Svizzera e Stati Uniti. Tra i partner ci sono 14 istituti di ricerca d'eccellenza e università, 2 piccole e medie imprese e 2 importanti imprese industriali. Il progetto quadriennale dispone di un budget complessivo pari a 8,5 milioni di euro.

Si stima che, solo nel 2004, un quarto di tutti i farmaci prescritti nei paesi industrializzati contenesse preparati di origine vegetale. Tra i farmaci più conosciuti che contengono sostanze in prevalenza provenienti dalle piante figurano la morfina, la codeina, il chinino e la digitossina. Fino ad oggi non è stato possibile produrre sostituti di origine sintetica con la stessa efficacia e la stessa specificità farmacologica.

Le piante viventi producono un'ampia gamma di «metaboliti secondari«, composti che favoriscono l'adattamento della pianta al suo ambiente. Questi metaboliti secondari (per esempio la resina) vengono prodotti in minime quantità in un arco di tempo prolungato, che nel caso degli alberi può durare anche alcuni anni. Queste sostanze, a volte considerate prodotti di scarto del metabolismo della pianta, rivestono un ruolo fondamentale sotto il profilo farmacologico.

La maggior parte dei metaboliti secondari (chiamati anche fitofarmaceutici) vengono attualmente isolati da piante viventi intere a causa della difficoltà e dei costi elevati della loro sintesi chimica. La biosintesi, tuttavia, è un processo complesso e scarsamente compreso caratterizzato da un rendimento limitato. Inoltre, molte delle piante che producono questi preziosi composti sono di difficile coltivazione o sono soggette a uno sfruttamento eccessivo.

Le cellule delle piante, analogamente a quanto succede per i microbi impiegati per la produzione di antibiotici, potrebbero essere utilizzate su larga scala per la produzione di importanti composti farmaceutici. Il coordinatore del progetto, il dottor Oksman-Caldentey del VTT Technical Research Centre, in Finlandia, ha spiegato al Notiziario CORDIS che «la differenza è costituita dal fatto che nei microbi il processo di produzione degli antibiotici è breve e relativamente semplice; al contrario non è ancora stato possibile comprendere l'esatto meccanismo grazie al quale le piante sono in grado di produrre questi composti a basso peso molecolare.»

Per descrivere i meccanismi della produzione dei metaboliti secondari, il consorzio SmartCell unirà gli sforzi compiuti da scienziati specializzati in numerose aree di ricerca. Esperti in botanica, farmacognosia (lo studio dei farmaci derivati dalle fonti naturali), microbiologia, fitochimica, biochimica, biologia molecolare e tecnologia della fermentazione impiegheranno la loro vasta base di conoscenze per lo studio delle vie metaboliche delle piante in cellule clonate e isolate. Le conoscenze che verranno acquisite troveranno applicazione nello sviluppo di strumenti in grado di sfruttare queste vie metaboliche secondarie attraverso la sintesi, in tempi rapidi, di grandi quantità di composti farmaceutici preziosi. In pratica, si tratterà di manipolare le cellule delle piante in modo tale da farle agire come «fabbriche verdi».

Le attività iniziali di SmartCell si concentreranno sulla sintesi dei terpeni, vale a dire sostanze prodotte da una grande varietà di piante (in particolare dalle conifere). Alcuni esempi dei derivati più conosciuti dei terpeni sono gli steroidi, il mentolo, la canfora e i cannabinoidi. I terpeni sono stati impiegati nelle fasi iniziali della ricerca condotta nel quadro di SmartCell in virtù dei promettenti studi preliminari e di alcuni esempi di buona efficacia (il paclitaxel, un farmaco antitumorale estratto originariamente dalla corteccia degli alberi di Tasso del Pacifico, di 60 anni, che viene parzialmente prodotto dalle colture di cellule della pianta). Se lo studio andrà a buon fine, per ottenere altri composti auspicabili troveranno applicazione gli stessi strumenti impiegati per la sintesi dei terpeni.

Per ulteriori informazioni, visitare:

VTT Technical Research Centre, Finlandia:
http://www.vtt.fi

Trends in Plant Science:
http://www.trends.com/plants/default.htm