Quale percorso fanno i farmaci che prendiamo, una volta entrati nel nostro corpo? Vanno dritti verso il loro bersaglio o interagiscono anche con altri tessuti? A quali cellule si legano? Finora a queste domande era stato possibile rispondere solo in un modo piuttosto vago. Ora però una nuova tecnica di imaging sviluppata da un gruppo di chimici statunitensi ha permesso di tracciare, con una precisione “chirurgica”, l’esatta destinazione dei farmaci somministrati ad alcuni topi, illuminando le singole cellule alle quali si erano legati. . Il procedimento, descritto sulla rivista Cell, permetterà di vedere in anticipo, ancora in fase di ricerca, se un medicinale finisca su bersagli indesiderati, e di correre ai ripari minimizzando gli effetti collaterali. Non solo: poter seguire il viaggio dei farmaci con questo grado di precisione aiuterà a capire se una certa molecola stia andando esattamente là dove occorre, o di comprendere meglio il meccanismo di efficacia di medicinali ampiamente usati.. Un upgrade di una tecnica nota. Nel 2022 un gruppo di scienziati della Scripps Research e dell’Howard Hughes Medical Institute (Stati Uniti) guidato da Li Ye, Professore di Chimica e Biologia chimica nell’ambito delle neuroscienze, aveva sviluppato un metodo per evidenziare le cellule a cui i farmaci si legano sulla superficie degli organi. La tecnica, chiamata CATCH, consiste nell’inserire etichette chimiche nei farmaci covalenti, quelli, cioè, che si legano ai loro target in modo permanente, attraverso legami chimici stabili.
Una volta consegnati i farmaci, si prelevano i tessuti da esaminare e li si trattano con sostanze fluorescenti insieme a una molecola di rame che, con una reazione altamente precisa e selettiva (una tecnica da Nobel chiamata “click chemistry”), lega questi “evidenziatori” all’etichetta chimica iniziale. In questo modo si rivela dove è finita ciascuna molecola del farmaco.. La tecnica CATCH funziona, però, soltanto sulla superficie degli organi e non in profondità, perché le proteine nei tessuti assorbono il rame necessario alla reazione chimica descritta, impedendogli di penetrare negli strati inferiori. L’evoluzione del metodo, chiamata vCATCH, ha risolto questo ostacolo e ha permesso di seguire il percorso dei farmaci nell’intero organismo dei topi.. Un aiuto dall’IA. I tessuti da analizzare sono stati pretrattati con rame in eccesso per bloccare i siti di legame dei farmaci con le cellule, e quindi sono stati sottoposti a otto bagni ripetuti sia nel rame sia nelle etichette fluorescenti. Poiché le reazioni chimiche da visualizzare sono altamente selettive, questa sovrabbondanza di sostanze non ha creato rumore di fondo. L’uso dell’intelligenza artificiale ha permesso di identificare in automatico le immagini delle cellule legate ai farmaci all’interno di diversi terabyte di dati di immagini generati per ogni topo.. L’antitumorale e gli effetti avversi. Gli scienziati hanno testato la tecnica vCATCH per mappare il legame tra due farmaci antitumorali e le cellule dei topi. Così si sono accorti che uno dei due medicinali, usato per il trattamento dei tumori del sangue, si legava – inaspettatamente – non solo ai suoi bersagli nel sangue, ma anche alle cellule immunitarie nel fegato, nel tessuto cardiaco e nei vasi sanguigni. Questa attività finora sconosciuta spiega alcuni effetti collaterali noti del farmaco, che può causare battito cardiaco irregolare e problemi di sanguinamento.. In futuro, la tecnica permetterà di capire in anticipo, prima degli studi clinici, se un medicinale si leghi a tessuti fuori target e se questo possa generare potenziali effetti collaterali; ma anche di vedere se un farmaco contro il cancro agisca solo sulle cellule malate, risparmiando quelle sane, o su quali cellule cerebrali abbia effetto un antidepressivo..
Dove vanno a finire i farmaci che assumiamo?
