Malattie rare, la nuova macchina che vede le molecole con più precisione

«È un esempio concreto di come la collaborazione tra industria e ricerca possa generare un valore che va oltre i singoli enti coinvolti». Christian Steinkuhler, responsabile scientifico di Italfarmaco, descrive così il significato del nuovo strumento installato a Milano. L’apparecchiatura nasce dalla partnership tra Italfarmaco Spa e l’Istituto di Ricerche Chimiche e Biochimiche “G. Ronzoni”, una collaborazione scientifica che prosegue da oltre vent’anni.

Secondo Steinkuhler, l’investimento potrà sostenere attività sulle malattie rare, sull’oncologia e sulla ricerca di nuovi farmaci. Il modello prevede inoltre che la tecnologia non rimanga confinata ai due soggetti che l’hanno resa possibile, ma venga messa a disposizione di altri organismi impegnati nella ricerca biomedica.

Un salto per la ricerca italiana

«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 affermato Marco Guerrini, direttore dell’Istituto G. Ronzoni. A suo giudizio, l’arrivo della nuova apparecchiatura rafforza le competenze dell’istituto e apre ulteriori possibilità di collaborazione.

Il sistema è un nuovo spettrometro di risonanza magnetica nucleare Bruker Avance Neo da 800 MHz. Installato nella sede milanese del Ronzoni, è il primo strumento di questa potenza presente nel comparto privato italiano e il primo operativo nel Nord del Paese. In Italia sono attivi altri 3 sistemi Nmr da 800 MHz, tutti collocati in università pubbliche; in Europa se ne contano poco più di 60.

L’istituto disponeva già di 2 apparecchiature da 500 MHz e di una da 600 MHz. Il nuovo impianto amplia quindi una dotazione già orientata allo studio della struttura e delle proprietà delle biomolecole, portando il centro milanese in un ambito finora riservato a pochissime realtà nazionali e, nel settore privato, mai raggiunto prima.

Più sensibilità sui campioni difficili

La risonanza magnetica nucleare consente di osservare le molecole senza danneggiarle. Un campione viene sottoposto a un campo magnetico uniforme e a onde radio; dai segnali ottenuti è possibile ricavare informazioni sulla sua composizione, sulla forma delle molecole e sui rapporti che instaurano tra loro.

Questa tecnica permette, per esempio, di ricostruire la struttura di una proteina e di capire in quale modo un farmaco interagisca con il proprio bersaglio biologico. Il nuovo spettrometro potrà essere utilizzato per analizzare proteine, polisaccaridi e altre biomolecole complesse con un livello di dettaglio maggiore, sostenendo più rapidamente le attività di ricerca e sviluppo di nuove terapie.

A rendere particolarmente sensibile il sistema contribuisce la tecnologia CryoProbe. La sonda viene raffreddata fino a 20 gradi Kelvin, circa -253 °C, riducendo il rumore di fondo e migliorando la capacità di rilevare i segnali molecolari.

Rispetto a una sonda tradizionale, la sensibilità può aumentare fino a 5 volte. Questo consente di esaminare campioni presenti in quantità molto ridotte, una condizione frequente negli studi sulle malattie rare, dove le proteine disponibili possono essere estremamente limitate.

Uno strumento condiviso sul territorio

L’Nmr non sarà destinato esclusivamente ai progetti interni dell’Istituto G. Ronzoni e di Italfarmaco. Nel quadro di BioSpecNet, la rete scientifica costituita dai due enti, potranno accedervi anche università, centri di ricerca e imprese esterne.

L’utilizzo sarà possibile attraverso collaborazioni scientifiche oppure mediante servizi specialistici. L’obiettivo è ampliare la ricaduta dell’investimento e offrire una strumentazione avanzata a una platea più ampia di ricercatori, oltre i confini delle organizzazioni che hanno partecipato alla sua acquisizione.

Le applicazioni comprendono lo studio dei candidati farmaceutici, per verificare come una molecola sperimentale si leghi al bersaglio biologico molto prima dell’eventuale ingresso nella fase clinica. Il sistema può inoltre aiutare a definire l’architettura tridimensionale di proteine coinvolte in meccanismi patologici ancora non completamente chiariti.

Dalla metabolomica ai carboidrati

Un altro campo d’impiego è la metabolomica, che permette di esaminare contemporaneamente centinaia di piccole molecole presenti nei liquidi biologici. I risultati possono restituire una rappresentazione dello stato metabolico di un organismo e sostenere studi con ricadute sulla diagnostica e sull’individuazione di nuove patologie.

Particolare rilievo avrà anche la chimica dei carboidrati, ambito nel quale l’Istituto G. Ronzoni vanta una lunga esperienza, a partire dalle ricerche sull’eparina. La maggiore risoluzione dovrebbe consentire di descrivere con più precisione polisaccaridi complessi, al centro di studi su medicinali antitrombotici e antitumorali.

Per Italfarmaco e per l’istituto milanese, il progetto rappresenta quindi un’infrastruttura condivisa capace di collegare ricerca industriale e attività accademica. La prospettiva indicata dai promotori è trasformare la nuova tecnologia in uno strumento per accrescere le conoscenze e favorire, nel tempo, lo sviluppo di possibili soluzioni terapeutiche.