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Le moderne tecnologie e i continui progressi nel campo della biologia molecolare hanno cambiato radicalmente anche il modo di progettare un nuovo farmaco e di identificarlo tra molti composti possibili.
Il motivo principale che spinge i ricercatori a studiare nuovi farmaci è quello che in inglese
viene definito clinical need, cioè la necessità clinica di trovare un composto in grado di curare
o prevenire una determinata patologia.
La moderna ricerca farmacologica si basa sulla conoscenza profonda della malattia che si
deve curare, dei meccanismi cellulari e molecolari che la determinano e del "bersaglio" contro
il quale il nuovo farmaco deve essere diretto.
Identificare il bersaglio più adatto (una molecola o un meccanismo biologico vero e proprio)
non è semplice poiché, a seconda della malattia, questo potrà essere molto diverso: un virus o
un batterio per le malattie infettive come l’epatite o l’influenza, oppure la mancanza di un
ormone nelle malattie metaboliche come il diabete, o ancora un meccanismo che porta alla
degenerazione delle cellule come nell’Alzheimer.
Una volta identificata la molecola o il meccanismo responsabile della patologia, non è detto
che questi abbiano le caratteristiche per diventare dei bersagli farmacologici. Infatti, sebbene
sia chiaro che agire su una specifica molecola, scelta come bersaglio, porta dei vantaggi di
tipo terapeutico, ovvero ha effetto sulla malattia, il bersaglio è ideale solo se in grado di legarsi ad altre piccole molecole (i futuri farmaci) che ne modificano l’attività.
Grazie ai progressi tecnologici questi bersagli possono essere caratterizzati e studiati in dettaglio, anche nella loro struttura tridimensionale (con tecniche come raggi X, cristallografia e spettroscopia) per dare il via al passo successivo del percorso verso il nuovo
farmaco: l’identificazione del "composto guida" (lead compound).
Il composto guida è il precursore del nuovo farmaco. Una sostanza, cioè, capace di legarsi al bersaglio farmacologico prescelto e di modificarne l’attività.
Non tutte le molecole che si legano ad un bersaglio possono diventare composto guida: è
molto importante infatti che tale composto, che può essere naturale o sintetico (creato in laboratorio), sia molto selettivo, che eserciti cioè la propria azione solo sul bersaglio, in modo
da rendere minimi gli effetti collaterali. Inoltre deve avere una buona biodisponibilità, quindi
essere utilizzabile dall’organismo, non deve essere tossico e le aziende farmaceutiche devono
poterlo produrre su larga scala.
I ricercatori hanno a disposizione due vie principali per arrivare al composto guida: lo screening casuale e la cosiddetta rational drug discovery o drug design.
Nello screening casuale vengono testate molte molecole naturali o sintetiche dalle quali emergono alcune con le proprietà richieste. Oggi, grazie ai progressi tecnologici, è possibile
generare e valutare decine o centinaia di migliaia di composti nel giro di pochi mesi,
rendendo estremamente veloce un processo che in passato avrebbe richiesto anni di lavoro.
Nella rational drug discovery, invece, il composto guida viene creato ad hoc dal ricercatore
in base alle caratteristiche del bersaglio con cui si vuole interagire e, di conseguenza, sarà
sicuramente una molecola sintetica. Se si vuole seguire questo secondo percorso è indispensabile disporre di molte informazioni sul bersaglio e sulle sue caratteristiche fisiche e biologiche, poiché solo conoscendo in dettaglio la molecola bersaglio sarà possibile costruirne una complementare e modellarla per ottenere i risultati migliori.
Il computer, ed i relativi software, si rivelano spesso indispensabili in questi processi di identificazione e progettazione del farmaco.
Si ringrazia la SIF – Società Italiana di Farmacologia per la collaborazione
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