Composti bioattivi a base vegetale per applicazioni mediche e agrochimiche
La scienza sta continuamente selezionando composti a basso peso molecolare da una moltitudine di fonti sintetiche e naturali nella ricerca di molecole con attività farmaceutiche o biologiche nuove o superiori. Anche se le piante rappresentano una fonte potenzialmente ricca di tali molecole, il metabolismo delle piante è ancora poco esplorato (a causa dell’estrema diversità e della chimica complessa) e il pieno potenziale dei composti bioattivi di basso peso molecolare e derivati dalle piante è ancora largamente inutilizzato. In questo contesto, il progetto TriForC, finanziato dall’UE, ha stabilito una strategia innovativa per valorizzare i triterpeni vegetali, una delle più grandi classi di composti bioattivi vegetali con una sorprendente gamma di diversità strutturali e spettro di attività biologiche. «Abbiamo sviluppato un canale per la scoperta, la produzione sostenibile e l’utilizzo commerciale di triterpeni di alto valore noti e nuovi con attività biologiche nuove o superiori», afferma il coordinatore del progetto, Søren Bak. Progressi con triterpeni bioattivi Tra i suoi principali risultati, il gruppo di studio ha identificato nuovi triterpeni bioattivi per l’ulteriore sviluppo commerciale di prodotti farmaceutici e agrochimici. «I dati alle spalle di tali scoperte non sono ancora pubblici ed è stato depositato un brevetto», rivela Bak. TriForC ha anche stabilito relazioni struttura-attività di triterpeni per comprendere perché alcuni triterpenoidi abbiano una determinata attività biologica e come questa conoscenza possa essere utilizzata per sviluppare nuovi farmaci o biopesticidi per l’agricoltura. Inoltre, il progetto ha creato un kit di strumenti genetico che cattura la diversità dei triterpeni in laboratorio. «Abbiamo identificato oltre 100 geni di codifica enzimatica o elementi di codifica di regolatori validati enzimaticamente per l’ingegneria metabolica triterpenica in piante, alghe o microbi», spiega Bak. Il kit di strumenti di TriForC è stato anche utilizzato in programmi di biologia sintetica e biochimica combinatoria per consentire la produzione personalizzata di triterpeni naturali e «nuovi in natura». Uno sguardo ravvicinato all’utilità dei triterpenoidi TriForC, che sta per «Triterpeni per la commercializzazione», ha arricchito con successo la scienza di base e la scienza applicata in questo campo. Ha migliorato la comprensione del metabolismo secondario delle piante in generale, compresa la sintesi e la diversità dei triterpeni. TriForC stabilisce inoltre nuovi standard per l’utilizzo di bioreattori vegetali e microalghe nella bioproduzione di triterpenoidi. La ricerca del progetto ha anche aggiornato gli attuali punti di vista sui percorsi metabolici nelle piante e su come essi siano strutturati, attivati e controllati, incluso il modo in cui potrebbero essersi evoluti nel tempo. Gli estratti di TriForC sono stati esaminati dai partner per il loro potenziale nella progettazione di farmaci e per l’uso in agricoltura come biopesticidi. «Ci siamo concentrati sulla selezione di triterpenoidi biologicamente attivi con potenziale insetticida e fungicida per applicazioni agrochimiche, nonché per bersagli farmacologici per il trattamento di cancro, infiammazioni, obesità, diabete e infezioni da HIV-1», sottolinea Bak. «La maggior parte degli estratti potrebbe essere resa disponibile per altri ricercatori europei», aggiunge. È interessante notare che i triterpenoidi sono spesso prodotti dalle piante come composti difensivi per proteggere parti specifiche della pianta dall’azione nociva di insetti, batteri o funghi. In questo contesto, spesso essi vantano attività biologiche molto specifiche e potenti, molte delle quali sono già sfruttate in rimedi erboristici cinesi o oli naturali. «Grazie alla loro elevata diversità strutturale, sono noti per avere una vasta gamma di applicazioni commerciali nei settori agricolo, alimentare, cosmetico e farmaceutico, come pesticidi, farmaci, adiuvanti, antimicrobici, agenti antitumorali, tensioattivi e conservanti», afferma Bak. Per garantire una continuità a lungo termine dei suoi sforzi di ricerca, TriForC ha fornito un’ampia formazione a scienziati a inizio carriera attraverso workshop e tutoraggio, oltre a formare i ricercatori partecipanti. Ha inoltre raggiunto un pubblico più ampio, in particolare attraverso l’iniziativa SAW Trust. Non vi è alcun dubbio che i risultati e gli sforzi di diffusione di questo progetto contribuiranno a nuove applicazioni e composti preziosi in molti campi.
Parole chiave
TriForC, metabolismo delle piante, triterpeni, triterpenoidi, biopesticidi
