Le simulazioni al computer mostrano la posizione precisa di Pt103 nel DNA. Credito:Juan J. Nogueira, Università di Vienna
Per un paio di decenni, farmaci contenenti metalli sono stati utilizzati con successo per combattere alcuni tipi di cancro. La mancanza di conoscenza dei meccanismi molecolari sottostanti rallenta la ricerca di nuovi e più efficienti agenti chemioterapici. Un team internazionale di scienziati, guidato da Leticia González dell'Università di Vienna e Jacinto Sá dell'Università di Uppsala, hanno sviluppato un protocollo in grado di rilevare come i farmaci a base di metalli interagiscono con il DNA.
Per combattere il cancro, ogni anno migliaia di sostanze chimiche vengono sottoposte a screening per i loro potenziali effetti sulle cellule tumorali. Una volta trovato un composto in grado di inibire la crescita delle cellule cancerose, ci vogliono ancora diversi anni di ricerca prima che il farmaco venga approvato e possa essere applicato ai pazienti. La delucidazione delle diverse vie che un farmaco prende all'interno delle cellule umane, al fine di prevedere possibili effetti negativi, di solito richiede esperimenti elaborati e dispendiosi in termini di tempo.
I team di Leticia González della Facoltà di Chimica dell'Università di Vienna e Jacinto Sá dell'Università di Uppsala hanno sviluppato un protocollo in grado di rilevare con alta precisione come, dove, e perché un farmaco interagisce con le biomolecole di un organismo. "In un primo momento, utilizzando i raggi X ad alta energia del sincrotrone di terza generazione Swiss Light Source, viene determinata la posizione di legame preferita del farmaco all'interno della cellula", Gonzalez spiega. In un secondo passaggio, simulazioni teoriche avanzate, parzialmente realizzato sul supercomputer "Vienna Scientific Cluster", razionalizzare la preferenza del potenziale medicinale per quella particolare posizione.
Gli scienziati hanno applicato questo protocollo al farmaco Pt103, che è noto per avere proprietà citotossiche ma un meccanismo d'azione sconosciuto. Il composto Pt103, che appartiene alla famiglia dei cosiddetti farmaci a base di platino, ha mostrato una promettente attività antitumorale in studi precedenti. Fino a poco tempo fa, gli scienziati potevano solo speculare sull'azione del composto con il DNA trovato all'interno di una cellula umana o cancerosa. "Potremmo dimostrare che il farmaco si lega a un sito specifico del DNA, che non era previsto sulla base di ricerche precedenti. E potremmo anche spiegare perché il farmaco attacca questo particolare sito", afferma Juan J. Nogueira, ricercatore postdottorato nel gruppo di González e coautore dello studio. Utilizzando questa nuova conoscenza si può comprendere meglio la funzionalità del corrispondente agente chemioterapico, che potrebbe portare allo sviluppo di farmaci nuovi e più efficaci.
Il farmaco Pt103 attacca preferibilmente la nucleobase adenina, uno degli elementi costitutivi del DNA. Credito:Juan J. Nogueira, Università di Vienna