Dalla natura lo sviluppo di una classe di molecole per la lotta contro i tumori

Vieri Fusi e Mirco Fanelli sono i ricercatori che hanno dato il nome al brevetto

Due studiosi di Urbino hanno individuato nel “maltolo”, una sostanza naturale contenuta nel malto, nella cicoria, nel cocco, nel caffè e in moltissimi altri prodotti naturali, la possibilità di utilizzarlo per lo sviluppo di una nuova classe di molecole con spiccata attività antineoplastica. La scoperta rappresenta un notevole avanzamento nella ricerca di nuove strategie terapeutiche contro il cancro tanto da avere ottenuto il brevetto nazionale, nell’attesa di quello internazionale.
Per la Legge sulle invenzioni e per la Convenzione sulla concessione di brevetti europei (CBE) tutti i brevetti che hanno per oggetto un composto chimico, devono possedere requisiti di novità, originalità ed industrialità.
Questo lavoro è il frutto di una sinergia multidisciplinare tra due gruppi di ricerca quelli del dott. Mirco Fanelli di estrazione prettamente biomedica e l’altro, del prof. Vieri Fusi, prettamente chimica, legati dal desiderio di esplorare e di progredire nei relativi bagagli scientifici e culturali.

Il prof. Vieri Fusi e il dott. Mirco Fanelli

Il gruppo di ricerca diretto dal dott. Mirco Fanelli, con sede a Fano presso il Centro di Biotecnologie, è impegnato da tempo negli studi del ruolo delle alterazioni epigenetiche nel sviluppo del cancro ed ha recentemente sviluppato una tecnica innovativa  denominata PAT-ChIP finalizzata allo studio dell’epigenoma direttamente nei campioni derivati dai pazienti e conservati in paraffina (FFPE).
Il gruppo del professore Vieri Fusi, si è da sempre occupato di riconoscimento molecolare, dello sviluppo sintetico di recettori e metallo-recettori e degli aspetti termodinamici che guidano il riconoscimento tra due specie chimiche.
Va sottolineato che, nonostante i progressi sia nel campo della diagnostica (sempre più precoce) che degli approcci chirurgico/terapeutici, il cancro è oggi una delle principali cause di morte nei paesi industrializzati. Molti traguardi sono stati raggiunti nell’ultimo ventennio nell’approccio a questa patologia e la ricerca scientifica ci ha dato la possibilità di sviluppare numerosi protocolli terapeutici che hanno visto sia ridurre la mortalità, per neoplasie prima considerate inguaribili, che di aumentare l’aspettativa di vita di molti pazienti.
Tuttavia, proprio per la sua straordinaria complessità, non è stata ancora sviluppata l’arma necessaria ad affrontare alcuni tipi di tumori particolarmente aggressivi e quei tumori che si sviluppano in seguito a trattamenti terapeutici (le cosiddette recidive).
«Negli ultimi anni – ci spiegano Vieri Fusi e Mirco Fanelli – la ricerca in campo oncologico sta affrontando l’intera problematica attraverso una doppia strategia: da un lato cerca di comprendere a fondo le peculiarità molecolari alla base della patologia stessa e, dall’altro, prova a sviluppare nuove molecole come potenziali farmaci (drug discovery). I due approcci non navigano necessariamente su due binari diversi ed è proprio con la scoperta dei meccanismi molecolari alterati nella cellula neoplastica che si gettano le basi per lo sviluppo di nuove molecole atte a correggere quelle alterazioni».
«La problematica – ci spiegano Mirco Fanelli e Vieri Fusi – va necessariamente affrontata seguendo un iter che porta, partendo dall’osservazione macroscopica del problema, all’analisi del processo molecolare sia dal punto di vista eziopatogenetico che nella realizzazione del potenziale farmaco e/o contromisure terapeutiche».
Ecco quindi nascere una sinergia che affronta il problema sotto questi aspetti.
Di cosa si tratta?
Vieri Fusi: Il maltolo “per se” è una molecola innocua, utilizzata talvolta come additivo alimentare per il suo aroma e le sue proprietà antiossidanti, ma – se opportunamente modificata – può dare origine a nuove molecole con interessanti proprietà biologiche. Due molecole rappresentative di questa classe di composti sono state al momento sintetizzate e caratterizzate nella loro capacità d’indurre alterazioni della cromatina e, quindi, di condurre le cellule a rispondere in termini biologici.
Questa classe di composti è caratterizzata da interessanti proprietà chimico/fisiche che li rende capaci sia di raggiungere l’interno della cellula che di esplicare le loro funzioni nel nucleo, dove risiede il nostro genoma (e dunque la cromatina).
Mirco Fanelli: Da subito abbiamo monitorato come alcuni modelli neoplastici (colture cellulari in vitro) fossero sensibili ai trattamenti con le due molecole (denominate malten e maltonis): le cellule, in risposta ai trattamenti, alterano dapprima la loro capacità di replicare e, successivamente, inducono un importante processo biologico che le conduce ad un vero e proprio suicidio (denominato morte cellulare programmata).
La cosa ancora più interessante è che la somministrazione delle due nuove molecole altera enormemente l’espressione genica in funzione di una risposta atta a eliminare quelle micro modificazioni che sia malten che maltonis sono capaci d’indurre all’interno della cellula.
Oltre che sul piano brevettuale, gli studi sino ad ora condotti, hanno avuto un buon successo scientifico e sono stati pubblicati su ottime riviste internazionali (British Journal of Cancer; Journal of Organic Chemistry), fornendo il presupposto per proseguire gli studi su modelli tumorali in vivo.
Vieri Fusi: Purtroppo non possiamo divulgare i dettagli di quest’ultimi, visto che sono ancora nella fase di sottomissione per la loro pubblicazione e coinvolgono anche altre strutture scientifiche. Possiamo però anticipare che questi composti sembrano essere tollerati in vivo (cosa non scontata) ed hanno dimostrato interessanti proprietà biologiche inducendo una sensibile riduzione della massa tumorale.
Come agiscono le nuove molecole?
Mirco Fanelli: Ritornando agli aspetti molecolari, queste nuove molecole sembrano agire attraverso dei meccanismi nuovi riconducibili a modificazioni strutturali della cromatina. Tale meccanismo di azione, ad oggi mai osservato in molecole ad azione antineoplastica, è alla base per un potenziale sviluppo di molecole che possano sfruttare strategie alternative con cui bersagliare le cellule tumorali. Insomma, speriamo di poter sviluppare nuove armi con cui aggredire il cancro con le quali poter migliorare le attuali cure soprattutto per quei tipi di tumore ad oggi sprovvisti di terapia o derivanti da una recidiva.
Gruppi di ricerca coinvolti dell’Università degli Studi di Urbino Carlo Bo:
- Prof. Vieri Fusi – Laboratorio di Chimica Supramolecolare
- Dott. Mirco Fanelli – Laboratorio di Patologia Molecolare “PaoLa”
Dettaglio delle pubblicazioni:
- Synthesis, basicity, structural characterization, and biochemical properties of two [(3-hydroxy-4-pyron-2-yl)methyl]amine derivatives showing antineoplastic features. Amatori S, Ambrosi G, Fanelli M, Formica M, Fusi V, Giorgi L, Macedi E, Micheloni M, Paoli P, Pontellini R, Rossi P.
J Org Chem. 2012 Mar 2;77(5):2207-18. doi: 10.1021/jo202270j. Epub 2012 Feb 22.
- Malten, a new synthetic molecule showing in vitro antiproliferative activity against tumour cells and induction of complex DNA structural alterations.Amatori S, Bagaloni I, Macedi E, Formica M, Giorgi L, Fusi V, Fanelli M.
Br J Cancer. 2010 Jul 13;103(2):239-48. doi: 10.1038/sj.bjc.6605745. Epub 2010 Jun 22.
- Attestato di Brevetto per Invenzione Industriale – Ministero dello Sviluppo Economico – del 22.02.2012 (n° 0001392249) – Inventori: Fanelli-Fusi