Nuovi farmaci dalle miniere di carbone del Kentucky?

Dalla collaborazione tra il Center for Pharmaceutical Research and Innovation (CPRI) dell’Università del Kentucky, il Center for Applied Energy Research (CAER) e il Kentucky Geological Survey (KGS) nasce l’iniziativa per una ricerca di nuove fonti per la produzione di farmaci.

L’idea alla base del programma è stata quella di raccogliere campioni microbici da ambienti estremi – terreni associati a incendi connessi con carbone di miniera, acque paludose, sorgenti di zolfo, acidi di drenaggio delle miniere e residui di minerali di piombo e zinco – con l’obiettivo di trovare nuovi organismi che producano sostanze naturali utilizzabili per sviluppare nuovi farmaci, possibilmente contro il cancro o le malattie infettive e infiammatorie. 

Molti farmaci esistenti oggi sono derivati dalla attività microbica. Un esempio è l’eritromicina, antibiotico usato per una vasta gamma di infezioni, che è un prodotto naturale formato di batteri che si trovano nel suolo. L’agente antitumorale doxorubicina è un altro esempio di prodotto microbico naturale.

Jon Thorson e il suo team del CPRI fanno parte di un grande consorzio di ricerca messo in piedi  dall’Università del Kentucky e focalizzato sulla scoperta e lo sviluppo di farmaci naturali prodotti da fonti particolari, fonti estreme, che includono batteri, funghi e piante.

“Siamo alla ricerca di nuovi microbi che possano produrre molecole biattive”, dice Thorson. “e stiamo cercando di accedere a nuove frontiere. Per questo ci si è avvalsi della collaborazione del Center for Applied Energy Research e del Kentucky Geological Survey”.

La più recente ‘nuova frontiera’ su cui si sono appuntate le attenzioni degli studiosi ha ‘radici molto profonde’, letteralmente, dal momento che il team di ricerca sta studiando prodotti estratti dalle profondità dei terreni del Kentucky, dalle miniere di carbone, dai camini termici del carbone che brucia nelle miniere del sottosuolo, dai siti minerari di bonifica e dai pozzi di carotaggio per l’estrazione del carbone. 

Tutte condizioni ‘estreme’, come si diceva.

Si cercano microbi associati ad emissioni durante la combustione del carbone in ambienti sotterranei. Il calore di combustione si combina infatti con le diverse flore, originando un ambiente caratteristico per il campionamento.

Attraverso operazioni di carotaggi effettuate dal KGS, il team di Thorson ha avuto accesso a campioni molto profondi ed ha portato in laboratorio più di 40 campioni di detriti estratti assieme all’acqua di pompaggio durante le perforazioni che arrivano a profondità variabili da 100 metri a quasi un miglio.

Una volta raccolti, i campioni vengono analizzati alla ricerca di ceppi di batteri utilizzabili (credit: University of Kentucky)

“Quando si esegue una perforazione al di sotto di 2000 metri, la concentrazione di sale nell’acqua dei pori delle rocce è circa 3-5 volte quella del mare”, afferma Rick Bowersox, geologo del KGS che partecipa all’estrazione del carbone. “Come ci si può aspettare, in un ambiente sotterraneo i microbi sono molto diversi da quelli di un ambiente vicino alla superficie. Questi microbi sono adattati ad ambienti estremi, per la chimica dell’acqua, la pressione e la temperatura”.

Una volta raccolti i campioni, il team di Thorson procede al lavaggio, al filtraggio e alla ricerca di ceppi batterici, cercando organismi in grado di produrre nuove molecole e quindi isolando i nuovi composti da questi organismi.

Finora sono stati depositati 75 composti, tutti derivati da microbi.

Ora, la più grande speranza di Thorson è quella di poter trovare qualcosa da utilizzare nella lotta contro il cancro.

“I prodotti naturali sono stati e continuano a d essere una forza trainante nella scoperta di farmaci”, dice Thorson “e la speranza è che alcune terapie del futuro possano venire dalle miniere del Kentucky”.