La ricerca italiana alza la soglia: cosa cambia con l’Nmr da 800 MHz

Per Christian Steinkuhler, responsabile scientifico di Italfarmaco, il nuovo strumento dimostra che l’intesa tra industria e ricerca può produrre risultati utili ben oltre gli enti che l’hanno finanziata. L’apparecchiatura potrà sostenere studi sulle malattie rare, sull’oncologia e sulla scoperta di nuovi farmaci, con ricadute potenziali anche sullo sviluppo di terapie.

«È così che questa collaborazione può tradursi in un acceleratore di conoscenza, innovazione e, nel lungo periodo, nuove opportunità terapeutiche per i pazienti», ha concluso Steinkuhler.

Una piattaforma aperta alla ricerca

Il direttore dell’Istituto G. Ronzoni, Marco Guerrini, considera l’avvio dell’Nmr da 800 MHz un passaggio strategico per il centro milanese e per l’intero sistema scientifico nazionale. A suo giudizio, la tecnologia consentirà di esaminare biomolecole e legami tra farmaci e proteine con un livello di precisione finora non disponibile nella struttura.

«Disporre di una piattaforma di questo livello significa poter studiare biomolecole e interazioni farmaco-proteina con un grado di dettaglio che fino a oggi non era disponibile nella nostra struttura», ha dichiarato Guerrini. L’infrastruttura, ha aggiunto, rafforzerà le competenze dell’istituto e favorirà nuovi progetti con atenei, laboratori e imprese.

Il sistema non sarà utilizzato soltanto dai due soggetti che hanno reso possibile l’investimento. In linea con il modello di BioSpecNet, il consorzio nato dalla collaborazione tra Italfarmaco Spa e l’Istituto di Ricerche Chimiche e Biochimiche G. Ronzoni, l’apparecchiatura verrà messa a disposizione anche di università, centri di ricerca e aziende esterne, attraverso collaborazioni scientifiche o servizi specialistici.

Più sensibilità sui campioni rari

Il CryoProbe in dotazione utilizza una sonda raffreddata a 20 gradi Kelvin, pari a circa -253 °C. Il raffreddamento riduce il disturbo di fondo e può aumentare fino a 5 volte la sensibilità rispetto a una sonda tradizionale.

Questo miglioramento permette di lavorare su campioni presenti in quantità molto ridotte. Il vantaggio è particolarmente rilevante quando si analizzano proteine difficili da ottenere, come può accadere nelle ricerche dedicate alle malattie rare.

La risonanza magnetica nucleare osserva le molecole senza danneggiarle. Il campione viene collocato in un campo magnetico uniforme e sottoposto a onde radio: dai segnali ottenuti si ricavano informazioni sulla struttura delle molecole e sulle interazioni che stabiliscono tra loro.

La tecnica può quindi descrivere con grande accuratezza la conformazione di una proteina e chiarire il modo in cui un farmaco si lega al proprio bersaglio biologico. In pratica, restituisce una mappa del comportamento della materia su scala atomica, anche se non produce un’immagine nel senso tradizionale.

Dalle proteine ai carboidrati

Tra gli impieghi principali rientra la ricerca di nuovi medicinali. L’Nmr consente di verificare in che modo una molecola sperimentale riconosce il proprio bersaglio, offrendo indicazioni utili sulla sua efficacia molto prima dell’eventuale ingresso nella fase clinica.

Nella biologia strutturale, invece, l’apparecchiatura aiuta a ricostruire l’architettura tridimensionale di proteine complesse, spesso coinvolte in meccanismi patologici ancora non completamente chiariti. La metabolomica potrà sfruttare lo strumento per esaminare contemporaneamente centinaia di piccole molecole presenti nei fluidi biologici e delineare lo stato metabolico di un organismo.

Un ulteriore ambito riguarda la chimica dei carboidrati, settore nel quale l’Istituto G. Ronzoni vanta una lunga esperienza, sviluppata anche attraverso gli studi sull’eparina. La maggiore risoluzione consentirà di caratterizzare con più precisione polisaccaridi complessi, importanti per la ricerca su farmaci antitrombotici e antitumorali.

Un primato per il settore privato

L’apparecchiatura Bruker Avance Neo da 800 MHz è stata installata nella sede milanese dell’istituto dopo oltre vent’anni di cooperazione scientifica tra Italfarmaco e G. Ronzoni. È il primo strumento di questa potenza attivo in una realtà privata italiana e il primo operativo nel Nord del Paese.

In Italia sono presenti altri 3 sistemi Nmr da 800 MHz, ma tutti si trovano in strutture universitarie pubbliche. A livello europeo se ne contano poco più di 60. Con il nuovo acquisto, il parco tecnologico dell’Istituto G. Ronzoni comprende anche 2 strumenti da 500 MHz e uno da 600 MHz.

L’entrata in funzione dell’Nmr amplia così le capacità di ricerca del centro in un ambito finora concentrato in pochissime strutture italiane. L’investimento è stato realizzato nell’ambito di BioSpecNet, consorzio scientifico costituito da Italfarmaco Spa e dall’Istituto di Ricerche Chimiche e Biochimiche G. Ronzoni.