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Un anticoagulante più moderno
I ricercatori hanno sviluppato un metodo più semplice e potenzialmente più economico per sintetizzare l'eparina, un anticoagulante ampiamente utilizzato che è tipicamente prodotto da intestini di maiale o polmoni di vacca. Mentre è già disponibile una forma di eparina sintetica, la versione di origine animale è più economica e domina il mercato; costa da $ 5 a $ 35, contro $ 50 a $ 60 per lo stesso dosaggio del sintetico. La nuova tecnica potrebbe anche portare allo sviluppo di nuovi tipi di eparina, che potrebbero essere utili per il trattamento dell'asma e di altri disturbi non correlati alla coagulazione del sangue.
Il mercato mondiale dell'eparina richiede circa 700 milioni di suini all'anno e molte delle materie prime derivate dai maiali provengono dalla Cina. Ma la produzione all'estero rende difficile il controllo della qualità. Nel 2008, un lotto contaminato del farmaco dalla Cina ha ucciso più di 200 persone, rendendo ancora più evidente la necessità di una versione sintetica di facile produzione.
Ora, circa 10 anni dopo lo sviluppo della prima eparina completamente sintetica, un team di ricercatori accademici ha trovato un modo per semplificare il processo di produzione, riducendo 50 passaggi chimici a 10-12 passaggi più gestibili e convenienti.
La chiave, hanno scoperto i ricercatori, erano i batteri. La sintesi chimica dell'eparina è impegnativa perché richiede il riposizionamento di diverse entità chimiche chiamate gruppi solfato. Con la bioingegneria dei batteri per produrre il precursore chimico del farmaco, i ricercatori hanno ottenuto una struttura di partenza più ottimale ed hanno eliminato la maggior parte dei passaggi chimici manuali. Invece di dover aggiungere e sottrarre con cura i vari gruppi solfato, hanno semplicemente mescolato gli enzimi e i cofattori necessari e hanno lasciato che la struttura derivata dai batteri facesse il resto.
I batteri sono in realtà più intelligenti dei chimici in questo caso, dice Shaker Mousà , professore presso l'Albany College of Pharmacy and Health Sciences di New York e coautore del nuovo studio, pubblicato nel numero di questa settimana Scienza .
Il processo a base di batteri, noto come sintesi chemioenzimatica, produce una resa di farmaco relativamente elevata di circa il 40%, importante per contenere i costi di produzione. Il composto risultante non è esattamente identico all'eparina sintetica esistente, chiamata Arixtra, quindi il farmaco dovrà ancora essere testato in studi clinici sull'uomo prima che possa raggiungere il mercato. Ma i ricercatori hanno dimostrato che la loro eparina non è tossica e funziona bene come anticoagulante negli animali.
Per realizzare un prodotto commerciale, i ricercatori dovranno aumentare il metodo chemioenzimatico dal livello del milligrammo del laboratorio universitario al livello del chilogrammo di un'azienda farmaceutica. Questa è la grande sfida, dice Jian Liu , ricercatore di chimica farmaceutica presso l'Università della Carolina del Nord, Chapel Hill, e uno degli autori principali dello studio. Ma in teoria questo apre la porta e, si spera, l'industria si renderà conto dell'importanza di questo metodo.
Se tutto va bene, l'eparina di origine animale potrebbe essere eliminata gradualmente entro 5-10 anni, afferma Jeremy Turnbull , un esperto di eparina presso l'Università di Liverpool nel Regno Unito, che ha scritto un editoriale che accompagna lo studio. La nuova disponibilità di opzioni chemioenzimatiche potrebbe essere preziosa per una serie di trattamenti per malattie, compreso il cancro, dice. Dovrebbe essere possibile scalare il processo fino a un livello di chilogrammo o superiore, ma senza dubbio richiederà ulteriore sforzo.