Uno dei maggiori problemi legati alle terapie moderne è legato agli effetti avversi dei farmaci biologici. Un nuovo approccio al rational design a questa tipologia di prodotti biofarmaceutici è stato recentemente proposto dai ricercatori del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering.

La scelta come molecola modello è caduta sull’eritropoietina, ma secondo il team americano il metodo potrebbe avere applicazione generale e permetterebbe di ridurre la tossicità di farmaci biologici già approvati e di riportare in auge molecole candidate che non erano riuscite a superare le fasi di sviluppo clinico a causa degli effetti avversi troppo impattanti. Un’altra molecola modificata dai ricercatori di Boston è il farmaco anti-tumorale interferone alfa.

Il design rationale di proteine di fusione potrebbe aiutare, secondo i ricercatori del Wyss Institute, a ridurre gli effetti avversi dei farmaci biologici
Il design rationale di proteine di fusione potrebbe aiutare, secondo i ricercatori del Wyss Institute, a ridurre gli effetti avversi dei farmaci biologici

L’eritropoientina è un ormone naturale prodotto dai reni e che provoca l’aumento dei globuli rossi del sangue; il suo uso terapeutico è legato al trattamento dell’anemia durante la chemioterapia o l’insufficienza renale. Il farmaco, però, è caratterizzato da un rischio elevato di formazione di coaguli sanguigni, infarto e crescita tumorale accelerata. I ricercatori del Wyss Institute hanno superato questo collo di bottiglia attraverso l’introduzione di una mutazione che riduce la capacità dell’EPO di legarsi ai recettori cellulari. La molecola è stata poi collegata, tramite una catena flessibile di amminoacidi, a un frammento di anticorpo in grado di legarsi in modo selettivo solo alle cellule precursori dei globuli rossi.

Gli esperimenti sui topi hanno permesso di dimostrare il legame selettivo della proteina di fusione con le cellule bersaglio e il legame dell’EPO coi recettori, facilitato dall’elevata concentrazione locale attorno a tali cellule. Il risultato osservato è stato un aumento della produzione di globuli rossi senza comparsa di effetti collaterali. Lo studio è stato pubblicato su PNAS. “La nostra strategia di design razionale è unica rispetto agli attuali approcci industriali. Il nostro obiettivo è di usare il metodo per migliorare il design predittivo dei farmaci e minimizzare il tempo tra l’ideazione e la commercializzazione”, ha dichiarato Devin Burrill, primo autore dello studio. Secondo James Collins, un altro autore, il nuovo approccio ha risentito dei principi guida della biologia sintetica e ha puntato a indebolire, invece che rafforzare, le interazioni tra farmaco e recettore. “Questo dimostra come si debbano adottare approcci alternativi, non tradizionali, se vogliamo costruire agenti terapeutici complessi e multi-componente”, ha commentato Collins.

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