Alghe geneticamente modificate diventano anti-cancro

La ricerca pubblicata sulla rivista PNAS apre le porte alla possibilità di creare  questi farmaci in grande quantità e a costi bassi rispetto a ciò che era possibile fare finora.

“Poichè siamo in grado di creare esattamente lo stesso farmaco dalle alghe, abbiamo la possibilità di diminuire  il prezzo in modo notevole”, ha affermato Stephen Mayfield, un professore di biologia dell’Università della California a San Diego e direttore del Centro per la biotecnologia delle alghe a San Diego, (SD-CAB), un consorzio di istituti di ricerca che sta anche lavorando per sviluppare nuovi biocarburanti dalle alghe. Il loro metodo potrebbe anche essere utilizzato per produrre  i complessi farmaci di sintesi che non possono essere prodotti in qualsiasi altro modo, farmaci che potrebbero essere applicati per trattare i tumori o altre malattie umane con nuovi metodi.

Un farmaco di sintesi contiene un solo principio attivo, molto concentrato, e altre sostanze che servono solamente ad ottenere capsule o polveri. Questo tipo di farmaco viene in genere utilizzato per curare un singolo disturbo.

“Non si può produrre questi farmaci nei batteri, perché i batteri sono incapaci di incorporare queste proteine in queste complesse forme tridimensionali”, ha dichiarato Mayfield. “E non è possibile creare queste proteine nelle cellule dei mammiferi perché la tossina li ucciderebbe.”

Questa ricerca è il frutto di sette anni di lavoro nel laboratorio di Mayfield per dimostrare che la “Chlamydomonas reinhardtii”, un’alga verde ampiamente utilizzata nei laboratori di biologia come  modello genetico, è in grado di produrre un range di proteine umane terapeutiche in grande quantità.

Le Chlamydomonas sono alghe unicellulari che si trovano soprattutto nell’acqua dolce. Mayfield e i suoi colleghi hanno raggiunto il loro primo successo cinque anni fa, quando hanno mostrato di poter produrre una proteina Sierica dell’amiloide di mammifero dalle alghe. Un anno dopo, sono riusciti ad ottenere dalle alghe  una proteina dell’anticorpo umano. Nel 2010, questi scienziati hanno dimostrato che i farmaci terapeutici più complessi, come il fattore di crescita dell’endotelio vascolare dell’uomo, o VEGF, utilizzato per il trattamento dei pazienti affetti da enfisema polmonare, potrebbero essere prodotto dalle alghe.

Nel loro ultimo sviluppo, gli scienziati hanno progettato le alghe geneticamente modificate per produrre una  proteina complessa tridimensionale con due “domini”, uno dei quali contiene un anticorpo, che può mostrarsi e legarsi ad una cellula tumorale e un altro dominio che contiene una tossina che uccide le cellule tumorali associate. Tali “proteine di fusione” sono attualmente creati dalle aziende farmaceutiche in un complesso processo in due fasi, sviluppando il dominio dell’ anticorpo nelle cellule di un criceto cinese, o CHO. L’anticorpo si purifica, poi chimicamente si attacca ad una tossina fuori della cellula. Alla fine, la proteina finale si ripurifica.

La proteina di fusione prodotta dai ricercatori nel laboratorio dalle alghe è identica a quella che è in fase di sviluppo da parte di aziende farmaceutiche con un costo di più di 100,000 dollari.

Secondo Miller Tran, Christina Van, Dan Barrera and Jack Bui della scuola di medicina dell’Università della California a San Diego, questa stessa proteina potrebbe essere prodotta dalle alghe per una frazione del prezzo delle industrie farmaceutiche, confermando che il composto ha funzionato come trattamento più costoso: si è orientata sulle cellule tumorali e ha inibito lo sviluppo di tumori nei topi di laboratorio .

“Una proteina di fusione non avrebbe potuto essere prodotta in una cellula di mammifero CHO, perché la tossina l’avrebbe ucciso. Ma siccome la proteina è stata prodotta in cloroplasti, non ha ucciso le alghe,” ha aggiunto lo scienziato.

Il cloroplasto è un tipo di organulo presente nelle cellule delle piante e nelle alghe eucariotiche. All’interno di questi organuli si svolge il processo della fotosintesi e l’energia luminosa viene catturata dai pigmenti di clorofilla.

“La produzione di questo particolare proteina di fusione è stata abbastanza semplice perché si trattava di fondere due domini, uno per riconoscere e legarsi alle cellule tumorali e l’altro per ucciderle,” ha spiegato Mayfield.