Il lievito che produce veleno di vipera

Un gruppo di ricercatori ha inserito i geni di un serpente velenoso all'interno di un lievito, per produrre un anticoagulante di interesse medico.

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Un esemplare di Deinagkistrodon acutus. Il suo veleno contiene diversi principi attivi di interesse farmacologico.|Robert Valentic/Nature Picture Library/contrasto

Un gruppo di ricercatori cinesi ha ingegnerizzato con successo il DNA di una particolare specie di lievito, il Pichia pastori, per riuscire a produrre una proteina ad azione anticoagulante contenuta di norma nel veleno del Deinagkistrodon acutus, un serpente appartenente alla famiglia delle vipere.

 

L'obiettivo è quello di utilizzare tale sostanza per lo sviluppo di un farmaco finalizzato alla cura di alcune patologie vascolari, come ad esempio la trombosi.

 

 

Cosa si sapeva. Il Deinagkistrodon acutus, detto anche mocassino cinese, è un viperide che vive in Cina e in altre zone del Sud-est asiatico. Come la maggior parte delle vipere diffuse nel resto del mondo, il suo veleno ha effetti principalmente emotossici, cioè causa copiose emorragie e collasso cardiocircolatorio.

 

Nonostante il morso del D. acutus possa risultare letale, alcuni studi condotti in passato hanno dimostrato che il veleno del rettile contiene diverse macromolecole di interesse clinico. Tra queste c'è l'agkisacutalin, una proteina che riduce il processo di coagulazione del sangue e che può quindi essere utilizzata in campo medico per combattere la formazione di trombi (i suoi benefici sono stati testati in vivo su alcuni animali).

 

Dall'estrazione alla produzione industriale. Poiché la quantità di veleno ricavabile dall'estrazione con metodi tradizionali è molto piccola, lo sviluppo di un farmaco a base di agkisacutalin è subordinato alla progettazione di un metodo che consenta di sintetizzare grandi quantità di proteina in laboratorio. Le strade sperimentate finora avevano però sempre portato a vicoli ciechi, perché l'agkisacutalin prodotta risultava troppo difforme dall'originale. Di conseguenza, la sua funzionalità era minima.

 

La tecnica usata tradizionalmente per raccogliere in un contenitore il veleno di un serpente. | [e]MARTIN ZABALA/Xinhua Press/Corbis

 

La nuova soluzione adottata dal team cinese ha previsto l'impiego del Pichia pastoris, un lievito metilotrofico (può usare il metanolo come sola fonte di carbonio e di energia) molto sfruttato negli esperimenti genetici.

 

Perché il Pichia pastoris? Si tratta di un organismo modello ben noto agli scienziati, in quanto facilmente manipolabile e dotato di alcune peculiarità del genoma che lo rendono ideale per l'espressione eterologa - ovvero l'espressione di proteine normalmente prodotte da un altro essere vivente.

 

Nella ricerca guidata da Xiao Weihua, professore presso la University of Science and Technology of China di Hefei, il DNA del lievito è stato modificato in modo da indurre una massiccia produzione di anticoagulante in presenza di metanolo. Le analisi condotte dopo il processo di purificazione della proteina hanno dimostrato che l'agkisacutalin così ottenuta ha la medesima efficacia di quella contenuta nel veleno del mocassino cinese.

 

Prospettive future. Sebbene i ricercatori abbiano già stretto un accordo con un'azienda del settore biomedicale, prima di arrivare alla formulazione di un farmaco a scopo terapeutico potrebbe passare ancora diverso tempo. Per produrre l'anticoagulante su larga scala bisognerà prima appianare alcuni ostacoli tecnici, tra cui il fatto che 36 ore dopo l'attivazione dell'espressione genica il lievito va incontro alla morte.

 

I dettagli dello studio sono consultabili su Scientific Reports.

 

 

23 Luglio 2015 | Davide Decaroli