Thomas Brück vide per la prima volta il mare frustare l'Antillogorgia elisabethae 17 anni fa durante un'immersione durante un viaggio di ricerca alle Bahamas. Ricorda ancora vividamente questo incontro, avvenuta a 18 metri sotto la superficie dell'acqua:"Il loro polipo coperto, ramoscelli viola si muovevano dolcemente nella corrente. Un affascinante organismo vivente!" Poiché contiene anche vari composti biologicamente attivi, il biochimico da allora ha studiato la biosintesi del prodotto naturale di questo corallo molle.

Le fruste di mare sono protette; nonostante questo, la loro esistenza è in pericolo. La raccolta e la vendita di coralli essiccati è un affare redditizio, poiché questi contengono vari agenti attivi, compresa una molecola antinfiammatoria chiamata pseudopterosina, utilizzato da anni nell'industria cosmetica.

"Le barriere coralline fissano e immagazzinano l'anidride carbonica gas serra e sono punti caldi della biodiversità. Se vogliamo proteggere le barriere coralline del mondo, dobbiamo generare tali prodotti naturali biologicamente attivi, attraverso processi sostenibili, "dice Bruck.

Antibiotico naturale dal laboratorio biotecnologico

Insieme al suo team alla cattedra di biotecnologia sintetica Werner Siemens, ora è riuscito per la prima volta a produrre uno degli agenti attivi della frusta marina in laboratorio, senza la necessità di un solo abitante della barriera corallina. La molecola "erogorgiaene" è un antibiotico. I primi test di bioattività mostrano, che è adatto a combattere i patogeni della tubercolosi multiresistente.

In precedenza, un uso dell'agente attivo era quasi impensabile:la frusta di mare contiene solo quantità estremamente piccole di erogorgiaene ed è inoltre protetta:utilizzarla come fonte di materia prima non sarebbe né finanziariamente fattibile né ecologicamente responsabile. Sebbene sia possibile la produzione tramite sintesi chimica convenzionale, è complesso e associato a rifiuti tossici. Un chilo di agente attivo costerebbe circa 21 euro, 000.

La biotecnologia sostenibile riduce i costi di produzione

"Però, con metodi biotecnologici, è fattibile una produzione di erogorgiaene consolidata, in modo più rispettoso dell'ambiente e molto più economico. Con questo metodo, i costi di produzione al chilo sarebbero solo di circa 9 euro, 000, " sottolinea Bruck.

Il nuovo metodo, che ha sviluppato insieme ai colleghi di Berlino, Canada, e Australia, consiste in due sole fasi:il lavoro principale è svolto da batteri geneticamente ottimizzati che si nutrono di glicerina, una sostanza residua della produzione di biodiesel.

I batteri generano una molecola, che può quindi essere convertito nell'agente attivo desiderato utilizzando un passaggio enzimatico altamente selettivo. Nessun rifiuto viene prodotto nel processo, poiché tutti i prodotti accessori possono essere riutilizzati in modo circolare. È stato depositato un brevetto per il metodo di produzione innovativo.

Sviluppo di prodotti bioattivi lungo le linee della natura

"La nuova piattaforma tecnologica per la produzione di prodotti naturali bioattivi tramite metodologie biotecnologiche soddisfa tutti i 12 criteri di chimica verde , " dice Thomas Brück. "Inoltre, soddisfa quattro degli obiettivi di sostenibilità delle Nazioni Unite:una vita sana per tutti, combattere il cambiamento climatico e i suoi effetti, conservazione e uso sostenibile degli oceani e delle risorse marittime, e la conservazione della vita sulla terra".

Il team di ricerca sta ora lavorando alla produzione biotecnologica di un altro agente attivo per i coralli:utilizzando la natura come modello, la molecola erogorgiaene deve essere convertita nell'agente attivo pseudopteropsina in laboratorio.

I medici ripongono grandi speranze su quest'ultimo:studi clinici hanno dimostrato che la pseudopteropsina inibisce le infiammazioni grazie a un nuovo meccanismo d'azione. Così, è un potenziale candidato terapeutico per controllare reazioni infiammatorie eccessive, per esempio in caso di infezioni virali, come il COVID-19, o durante le infiammazioni croniche legate all'età.