Una mega piattaforma di molecole virtuali per assemblare nuovi farmaci

Lanciato il più grande database di composti potenzialmente utili dal punto di vista farmacologico: servirà a testare nuove combinazioni di molecole, trovare quelle più adatte a specifici target e selezionare quelle dal potenziale maggiore, da testare poi in laboratorio.

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Una libreria virtuale, da consultare nella ricerca di nuove cure. Qual era il farmaco più usato in passato? | Shutterstock

La ricerca farmacologica è divisa tra le due opposte esigenze di trovare nuovi composti per la cura di nuove e vecchie malattie, e investire in prodotti che garantiscano ricavi più o meno sicuri: capita spesso, quindi, che i farmaci appena approdati sul mercato siano variazioni sul tema di quelli più venduti ed efficaci.

 

Una prima scrematura. Il catalogo di medicinali si amplierebbe di molto se si potesse "andare sul sicuro" già prima delle costose sperimentazioni in laboratorio: per questo da alcuni anni esistono piattaforme virtuali che permettono di visualizzare le strutture chimiche dei target biologici (per esempio, i recettori cellulari) che si vogliono prendere di mira e simulare come milioni di molecole dal potenziale terapeutico si legherebbero a questi obiettivi, prevedendone l'efficacia.

 

Si riesce così a selezionare un più ristretto gruppo di candidati promettenti da sintetizzare e testare in laboratorio: maggiore è il numero di molecole di partenza, maggiore sarà la probabilità di trovare il farmaco giusto. Fino ad oggi, però, la maggior parte dei database disponibili conteneva pochi milioni di molecole: decisamente poche - si stima che il numero di composti farmacologici possibili sia comparabile a quello degli atomi dell'Universo conosciuto.

 

La svolta. In un articolo pubblicato su Nature, una collaborazione di scienziati delle Università della California a San Francisco e dell'Università della Carolina (USA) racconta come abbia iniziato a risolvere questo problema, ottenendo un database pubblico - ZINC - che in futuro potrà analizzare una quantità di molecole mille volte superiore rispetto alle attuali piattaforme.

 

New entry. I ricercatori hanno collaborato con un'azienda di forniture chimiche ucraina per incorporare, nella piattaforma, le molecole risultanti da 130 reazioni chimiche ben conosciute, che partono da 70.000 "mattoni chimici" di base. Con questa maxi aggiunta, hanno fatto salire il numero di molecole farmaceutiche del database a più di 750 milioni, e si pensa si potrà arrivare a oltre un miliardo di molecole virtuali non ancora sintetizzate, complete di struttura 3D, entro il 2020.

 

A mano a mano che ZINC si arricchisce, cala anche la probabilità per gli scienziati di imbattersi in "false piste", molecole solo apparentemente efficaci che fanno perdere tempo perché illudono chi sta cercando gli ingredienti per nuovi farmaci.

 

Ottime premesse. Per dimostrare il potenziale del database, che già oggi può analizzare un numero di molecole superiore di 100 volte rispetto alle altre piattaforme, il team ha cercato, tra centinaia di milioni di molecole candidate, quelle che si agganciassero meglio a due target diversi: un enzima batterico (beta-lattamasi) coinvolto nella resistenza agli antibiotici, e il recettore della dopamina D4 sulle cellule cerebrali, implicato nei comportamenti di dipendenza e nelle psicosi.

 

I ricercatori hanno ordinato le centinaia di molecole più promettenti per entrambi i target alla azienda ucraina, che li ha sintetizzati perché potessero essere testati fisicamente in laboratorio. Tra i composti sono emersi il più forte inibitore di beta-lattamasi mai ottenuto, e uno dei più potenti attivatori di recettori dopaminergici mai descritti. Il nuovo strumento sembra dunque avere un potenziale altissimo.

 

13 febbraio 2019 | Elisabetta Intini