Abstract

Il progetto affronta importanti problematiche, nell'ambito dello sviluppo industriale di molecole di interesse per la salute dell'uomo, relative ai tempi ed ai costi elevati della sperimentazione sugli animali e sull'uomo in GMP (Good Manufacturing Practices). Queste sperimentazioni sono necessarie per l'immissione sul mercato, ma la maggior parte dei nuovi prodotti sperimentati non arriva all'approvazione perché presenta elevata tossicità. I tempi e sopratutto i costi potrebbero essere drasticamente ridotti dalla disponibilità di protocolli sperimentali, in grado di identificare subito le molecole tossiche evitandone l'inutile sperimentazione sugli animali e sull'uomo. La problematica verrà affrontata realizzando lo sviluppo industriale di molecole con potenziale attività farmacologica e/o nutrizionale che saranno testate mediante una piattaforma biotecnologica costituita da modelli sperimentali multidisciplinari. Questo darà informazioni quantitative sulla potenziale tossicità delle molecole. Saranno prodotte molecole proteiche della famiglia HSP (Heat Shock Proteins), con noti effetti terapeutici e molecole a basso peso molecolare estratte da vegetali. La piattaforma sarà costituita da target rappresentativi dell'organismo umano, con i quali le molecole possono interagire. La scelta dei target è importante. Le molecole esogene interagiscono in più dell' 80 % dei casi con sistemi di membrana cellulare come proteine di trasporto. Dopo l'assorbimento, esse interagiscono con sistemi molecolari intracellulari. Gli effetti tossici sono causati dall'alterazione delle funzioni dei sistemi molecolari con cui le molecole interagiscono. Partendo da queste considerazioni e dalle esperienze di ricerca dei gruppi del progetto, saranno scelti target come proteine di trasporto di membrana plasmatica con funzione di assorbimento di nutrienti e cofattori e sistemi molecolari endocellulari come proteine di trasporto ed enzimi mitocondriali coinvolti nei processi bioenergetici. Per ottimizzare la scelta dei target molecolari sarà studiata la variabilità dei geni che li codificano nell'uomo. Queste analisi guideranno la selezione di target la cui variabilità ha una minore influenza sull'azione delle molecole stesse. Serviranno anche per valutare la rilevanza funzionale e per predire i possibili contributi della variabilità genetica sull'azione individuale delle molecole prodotte. È importante sottolineare che sia l'interazione dei farmaci con i sistemi di trasporto che la farmacogenomica sono stati riconosciuti dalla FDA come approcci biotecnologici di elezione per l'identificazione di bio-marker per accelerare lo sviluppo dei farmaci. Saranno inoltre studiate le interazioni con modelli cellulari umani e di organo (cuore e fegato) di ratto. Per avere previsioni di effetti prima dell'assorbimento, saranno valutate le interazioni con il microbioma intestinale. La potenziale tossicità sarà valutata mediante IC50. Oltre ai composti di nuova produzione saranno valutati farmaci con effetti noti per validare il sistema sperimentale. I dati sperimentali saranno integrati ed interpretati utilizzando software esistenti o appositamente creati. In termini di risultati il progetto fornirà nuove molecole con attività biologica selezionate in base alla bassa tossicità che, in seguito a tutela brevettuale, saranno sottoposte a futura sperimentazione per arrivare all'immissione sul mercato. Inoltre la piattaforma biotecnologica sarà utilizzata per fornire consulenze ad altre imprese. Il progetto apre la strada a nuove strategie di occupazione sia di tipo industriale sia nel terziario per la gestione e commercializzazione di processi e dati. I gruppi di ricerca proponenti o terzi hanno da tempo acquisito un notevole know-how nel campo della produzione di molecole di interesse biologico e dello studio dell'interazione di farmaci con modelli sperimentali, che garantisce il completamento delle attività previste.