Team di Ca’ Foscari scopre la chiave per bloccare le molecole che diffondono i tumori

Progettazione computazionale e intelligenza artificiale hanno permesso a un team di Ca’ Foscari di selezionare gli anticorpi miniaturizzati, denominati peptidi biciclici, in grado di agire in modo mirato sulle urochinasi (uPA), riducendo il rischio di effetti collaterali. Si tratta di un nuovo brevetto sviluppato all’Università di Venezia, che ha trovato il modo di riconoscere selettivamente l’uPA, creando una catena “su misura” per essa. 

L’urochinasi (uPA) è una molecola incaricata di dissolvere i coaguli nel sangue. Nei tumori, tuttavia, la produzione incontrollata di uPA favorisce la distruzione delle reti molecolari che tengono unite le cellule tumorali, che vengono quindi rilasciate nella circolazione, favorendo così la diffusione della malattia in altri organi e conseguente metastasi. La ricerca ha portato al brevetto ora a disposizione dell’industria farmaceutica per agire sull’uPA e bloccarne l’attività. Si tratta di una nuova tipologia di anticorpi miniaturizzati, noti anche come peptidi biciclici, creati nei laboratori del team di ricerca di Alessandro Angelini, professore di Biochimica al dipartimento di Scienze Molecolari e Nanosistemi. La scienza si era già mossa in questo campo, generando molecole chimiche capaci di bloccare l’urochinasi. Tuttavia, gli inibitori finora sviluppati hanno un’efficacia limitata e presentano anzi effetti collaterali, poiché non riescono ad essere selettivi: oltre ad uPA possono inibire anche altre molecole dell’organismo, non coinvolte nel tumore.

I peptidi bicicli, formati cioè da una doppia catena ciclica di amminoacidi, riescono invece a creare legami e incastri perfetti con la molecola uPA da bloccare. Il rischio di “sbagliare bersaglio” è quindi notevolmente ridotto, riducendo gli effetti collaterali. La ricerca ha coinvolto una prima fase di progettazione computazionale durante la quale metodologie avanzate di intelligenza artificiale sono state applicate per trovare i migliori “incastri”, per tipologia e posizionamento, tra gli amminoacidi e le varie parti dell’uPA. Migliaia di configurazioni sono state create prima di trovare le serie idealmente più efficaci. Si è quindi passati alle prove sperimentali, cioè alla sintesi chimica delle molecole e successiva determinazione della struttura tridimensionale: i peptidi sono stati cristallizzati per fotografarne la struttura molecolare e testarne l’interazione con la molecola bersaglio uPA.

Il risultato: è stata sviluppata una serie di peptidi biciclici, caratterizzati da elevata potenza, selettività, stabilità e penetrazione tissutale, meno tossici di quelli in commercio poiché non vanno a intaccare altri processi fisiologici se non l’azione dell’uPA. L’invenzione è stata protetta da brevetto, così da potere essere applicata nella produzione di farmaci: grazie all’azione congiunta dei peptidi biciclici, di trasportatori e altre sostanze utili, si potrà portare ai pazienti un nuovo strumento per limitare la diffusione non solo dei tumori ma anche di altre patologie infiammatorie, quali l’artrite reumatoide, in cui l’azione di uPA ha un ruolo importante. La ricerca è quindi oggi disponibile per collaborazioni di sviluppo e commercializzazione (foto sotto: professor Alessandro Angelini).