Esperimenti nello spazio consentono la sintesi di nuovi farmaci

Studi sui cristalli proteici effettuati a bordo della Stazione Spaziale Internazionale potrebbero rendere disponibili nuovi farmaci più efficienti e conservabili.

L’astronomia ha da spartire molto più di ciò che si pensa con la farmacologia: i cristalli proteici crescono meglio a quota quattrocento chilometri e in assenza di gravità. Si chiamano così le proteine che, dopo il processo di cristallizzazione, assumono una struttura ordinata e compatta. È vero, il sostantivo ‘cristalli’ potrebbe far pensare a pietre preziose o minerali particolari, ma il fatto che le proteine siano fondamentali per il nostro organismo non le rende meno preziose dei diamanti. Sono infatti essenziali per la nostra vita in quanto parte integrante del corpo e della dieta. Ogni proteina può ripiegarsi a formare quattro strutture diverse nella cui formazione basta un piccolo errore per avere effetti potenzialmente avversi sul nostro organismo. Alcune malattie neurodegenerative, come il morbo di Parkinson o l’Alzheimer, sono causate da un comportamento anomalo delle proteine, che si ripiegano su loro stesse e assumono una struttura 'sbagliata'.

Le proteine svolgono un ruolo cruciale nell’effetto che i farmaci hanno sul nostro organismo poiché fanno parte del sistema immunitario e quando assumiamo un medicinale, le proteine in esso contenute si legano a quelle che ci hanno causato la malattia come se fossero una chiave che si inserisce nel buco della serratura. Perché questo sia possibile i ricercatori devono conoscere la struttura di quella proteina e progettare un farmaco con proteine che possano fare da ‘chiave’. Quando ‘chiave e serratura’ si adattano, il farmaco svolge la sua funzione senza particolari effetti collaterali e influenza il comportamento della proteina cui si lega.

Ma come si fa a studiare le proteine e a conoscerne la struttura? Si sottopongono a cristallizzazione, processo che si ha quando una sostanza disciolta in un’altra viene purificata: diminuisce la sua solubilità (la capacità di sciogliersi) e precipita, cioè si separa dalla sostanza in cui è disciolta. La sostanza precipitata passerà dallo stato liquido a quello solido. È così che le proteine acquisiscono una struttura cristallina: diventano un reticolo di particelle ordinate e compatte. Questo processo avviene in una maniera più precisa nello spazio: a causa della forza di gravità terrestre, infatti, nel nostro pianeta i cristalli si formano più velocemente e sono meno puri perché le proteine si aggregano in maniera casuale.

Gli studi eseguiti in orbita sui cristalli proteici hanno avuto finora dei risvolti interessanti: uno dei progetti portati avanti dalla State Space Corporation Roscosmos, nominato Kristallizator, si è occupato dei farmaci anti-tubercolosi, mentre la JAXA ha iniziato il progetto JAXA PGC, che si concentra su una proteina associata alla distrofia muscolare di Duchenne (DMD), malattia genetica attualmente incurabile. JAXA PGC ha permesso la sintesi di nuovi composti tra cui il TAS-205 che potrebbe, secondo il team di ricerca, rallentare significativamente la progressione della malattia e aumentare l’aspettativa di vita dei pazienti.

Continuare ad analizzare la struttura proteica nello spazio potrebbe consentirci di accedere a cure e farmaci nuovi, con una durata di conservazione più lunga o conservabili a temperatura ambiente, caratteristica che ridurrebbe i costi, l’energia e le attrezzature che utilizziamo per la refrigerazione di molti medicinali, semplificandone la distribuzione e diminuendo i costi per i pazienti.
Per questo si sta lavorando per incrementare la ricerca sulla crescita dei cristalli proteici in microgravità a bordo della stazione spaziale.