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Nuovi polimeri idrosolubili con nucleo porfirinico per applicazioni biochimiche

Negli ultimi anni, la ricerca biomedica ha dovuto affrontare complessi problemi connessi alla maggiore incidenza di patologie legate all'innalzamento della vita media o riconducibili alle sempre più frequenti interazioni dell'uomo con l'ambiente industriale. Due sono state le principali linee di intervento adottate:
1) la diagnostica precoce di anomalie bio-chimiche;
2) lo sviluppo di tecniche farmacologiche mirate a minimizzare gli effetti collaterali della terapia.
Gli sforzi in campo farmacologico sono stati orientati verso lo sviluppo di molecole "intelligenti", capaci di riconoscere selettivamente le cellule sulle quali intervenire. Ottime candidate, per le loro peculiari proprietà, sono le porfirine. In particolare, porfirine idrosolubili e loro derivati metallici sono state recentemente utilizzate in numerose applicazioni, come ad esempio nel trattamento dell'encefalopatia spongiforme trasmissibile (nota nella variante bovina come "morbo della mucca pazza") o nel trattamento chemioterapico dei tumori, data la loro forte affinità per le cellule cancerose.
Il limite dell'insolubilità delle porfirine in ambiente acquoso è stato superato introducendo in queste molecole dei gruppi ionici, le cui cariche non modificano in modo sostanziale l'affinità per le molecole di DNA.
Tuttavia, l'interazione con le membrane cellulari, e quindi la facilità con cui tali molecole possono penetrare all'interno delle cellule, è differente da quella di molecole neutre. Pochi sono gli esempi di porfirine idrosolubili elettricamente neutre reperibili in letteratura.
La nostra ricerca è stata indirizzata alla progettazione, alla sintesi e alla caratterizzazione chimica di porfirine idrosolubili non aventi sistemi carichi, rivolgendo in particolare la nostra attenzione alla sintesi di porfirine recanti, in posizioni periferiche, catene polimeriche idrosolubili e biocompatibili. Le molecole idrosolubili ottenute sono state caratterizzate sia dal punto di vista strutturale che funzionale.
Questi derivati porfirinici, trasformati nei corrispondenti complessi metallici, sono in grado di interagire con numerose molecole (protidi, basi nucleiche, etc.) modificando il loro spettro d'assorbimento UV-Vis. Tali metallo-porfirine sono utilizzabili quali "sensori molecolari" oppure, opportunamente modificate, come "molecular-finders".
Data la loro affinità per le cellule tumorali ed il loro forte assorbimento nel visibile, le metallo-porfirine sono candidate per il trattamento di neoplasie mediante terapia fotodinamica: somministrate al paziente, queste si localizzano nelle cellule tumorali che, irradiate con opportuno laser, vengono foto-ossidate, preservando i tessuti circostanti.
Lo studio del comportamento di tali molecole in soluzione acquosa è stato condotto in collaborazione con l'Istituto per i Processi Chimico-Fisici del CNR, con il Dipartimento di Fisica dell'Università di Messina e con l'Istituto Nazionale per la Fisica della Materia.
La valutazione in vitro delle applicazioni biochimiche di queste molecole è inserita nell'ambito di una rete europea multidisciplinare di eccellenza. Nel prossimo futuro, la ricerca in oggetto si svilupperà verso l'inserimento di particolari gruppi periferici che, consentendo il riconoscimento di molecole o biostrutture complesse sulla base di fattori sterici e/o chemoselettivi, possa fornire una molecola "intelligente", in grado di assolvere nuove e specifiche funzioni.

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