Oceani: le sterminate miniere dei farmaci del futuro

Il mare rappresenta una miniera inesauribile di potenziali sostanze che possono essere applicate alla farmacologia clinica. Sin dagli anni ’70 ad oggi, sono stati isolati più di 20.000 composti chimici prodotti da svariate categorie di organismi marini. Fra questi funghi microscopici, alghe, tunicati, ascidie, coralli, spugne, celenterati, batteri marini e, naturalmente, anche da certi pesci. Ma questi composti derivano da organismi noti o che vengono scoperti dagli studiosi durante le loro spedizioni, ed in specifiche aree del globo, non da tutti i litorali geografici del pianeta. Questo vuol dire che rappresentano meno dello 0.1% di quello che gli scienziati speculano di scoprire in futuro. Se poi si considera che non è facile accedere a creature animali e vegetali degli abissi di tutto il globo, le stime teoriche parlano di quasi 50 milioni di potenziali sostanze isolabili da queste creature viventi. E fra le ventimila conosciute oggi, lo spettro di azioni comprende quelle antibatteriche, antivirali, antifungine, antitumorali, anticoagulanti e agenti praticamente su tutti i sistemi organici del corpo umano, dal cervello al midollo osseo. Le sostanze che hanno azione sui tumori e, soprattutto sul sistema nervoso hanno una posizione privilegiata per molti motivi.

Secondo il National Institute of Mental Health (NIMH), i disturbi d’ansia che spesso si verificano insieme ad altre malattie psichiatriche come la depressione, colpiscono ogni anno circa 40 milioni di adulti americani. I casi di depressione sono in aumento in tutte le fasce d’età, in particolare tra i giovani. Si stima che se l’aumento continuasse al ritmo attuale, entro il 2025, la depressione sarebbe la seconda condizione più invalidante nel mondo accanto alle malattie cardiache. L’aumento del tasso di depressione, così come i tassi di recidiva della depressione, indicano che anche se gli antidepressivi usati clinicamente possono consentire a una persona di gestire i propri sintomi, in genere non causano persone prive di depressione per il resto della loro vita. Ci sono anche importanti inconvenienti associati all’uso dei farmaci, con effetti collaterali negativi che vanno da un aumento dell’appetito e aumento di peso alla disfunzione sessuale. L’ansia può anche essere trattata con sedativi, ma gli svantaggi associati a questi trattamenti includono la potenziale dipendenza, mal di testa, vertigini e sonnolenza. Più che mai, c’è un chiaro bisogno di farmaci alternativi, più efficaci e più sicuri per il trattamento della depressione e dell’ansia.

Sia l’ansia che la depressione sono comunemente trattate con antidepressivi. Attualmente, gli antidepressivi funzionano principalmente migliorando il sistema di trasmettitore monoaminergico, la rete di neuroni che usano i neurotrasmettitori monoaminici per regolare le emozioni e alcune forme di memoria. Ciò è ottenuto attraverso l’inibizione del re-uptake dei neurotrasmettitori serotonina, dopamina o noradrenalina o attraverso l’inibizione del loro catabolismo, che aumentano entrambi i livelli di questi nel cervello. I composti alogenati sono quelli che contengono atomi di alogeno come bromo, iodio, cloro o fluoro. Molti organismi marini producono metaboliti secondari alogenati, con un gruppo particolarmente comune costituito da alcaloidi. Il bromo è abbondante nell’ambiente marino e si trova nella maggior parte dei metaboliti alogenati. La somiglianza nella struttura tra alcaloidi indolici endogeni e neurotrasmettitori ha portato i ricercatori a studiare l’attività neurologica di questi alcaloidi indolici e il loro potenziale come terapia per l’ansia e la depressione. Di conseguenza, è stato segnalato un numero crescente di alcaloidi marini con atomi di bromo, da svariati organismi marini. Diversi prodotti naturali di derivazione marina hanno dimostrato un potenziale nel trattamento dei disturbi neurologici. In effetti, alcuni composti bromurati hanno mostrato un legame ad alta affinità per i recettori della serotonina.

Un recente studio dell’Università del Mississippi ha incentrato i focus del valore dei prodotti naturali marini brominati nei confronti dei recettori neurologici. Molti composti e farmaci attualmente disponibili sono alogenati, principalmente per migliorare la permeabilità della membrana, ridurre la degradazione metabolica e riempire gli spazi nelle tasche leganti dei recettori. Gli alogeni possono migliorare la potenza e l’impatto sulla selettività target alterando la conformazione e le interazioni idrofobiche, in particolare nelle tasche idrofobiche come quelle che si trovano nei recettori della serotonina 5-HT1A e 5-HT7. Il team ha eseguito la valutazione in vitro e in vivo delle attività antidepressive e sedative di questi composti utilizzando due modelli animali: il test di nuoto forzato e il test di attività locomotoria. Hanno trovato che dei composti preparati, sei hanno dimostrato una significativa azione simile all’antidepressivo e che tre di essi hanno anche mostrato una potente attività sedativa. Quattro dei sei composti hanno mostrato affinità elevatissima con i recettori 5-HT1A e 5-HT7. I ricercatori dicono che i dati raccolti hanno indicato che l’azione antidepressiva esercitata da alcuni dei composti, era almeno parzialmente mediata dalla loro interazione con i recettori della serotonina. Dicono anche che il loro studio evidenzia il ruolo importante che il bromo svolge nel fornire nuovi spazi chimici e interazioni elettrostatiche.

E non parliamo delle centinaia di sostanze prodotte da organismi marini che hanno provata azione antitumorale spesso superiore a quella dei regolari farmaci antineoplastici. Basti pensare che Alla fine del 2017, c’erano sette sostanze farmaceutiche di origine marina che sono state approvate dalla FDA per l’uso clinico come farmaci. Quattro di essi sono approvati per il trattamento del cancro, vale a dire la citarabina (Cytosar-U®, approvata per la prima volta nel 1969 per il trattamento della leucemia), l’eribulina mesilato (Halaven®, approvata per la prima volta nel 2010 per il trattamento del carcinoma mammario metastatico), il brentuximab vedotin (Adcetris®, approvato per la prima volta nel 2011 per il trattamento del linfoma maligno a cellule T anaplastico e linfoma di Hodgkin) e trabectidina (Yondelis®, approvato per la prima volta nel 2015 per il trattamento del sarcoma dei tessuti molli e del carcinoma ovarico). Inoltre, un certo numero di sostanze di origine marina con potenti proprietà antitumorali, sono attualmente in fase di sviluppo clinico in oncologia ed ematologia. Alcuni degli astrusi nomi sono bryostatina, marizomib, plitidepsina e lurbinectidina per citare appena qualcuno degli oltre 10.000 composti marini noti per avere una qualunque azione citotossica o antitumorale.

C’è un “mare di opportunità” già pronte in natura da cui approfittare; sarebbe un peccato lasciarle “in fondo” all’oceano come relitti.

  • a cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

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Fan M, Nath AK, Tang Y et al. Mar Drugs. 2018 May 12;16(5).

Ibrahim MA et al. Hamann MT. Mar Drugs. 2017 Aug 9;15(8).

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Informazioni su Dott. Gianfrancesco Cormaci 2484 Articoli
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry specialty in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it