Profilazione chimico-biologica di estratti di secreto di chiocciola: aspetti tecnologici, biologici ed applicativi

Introduzione: La “green chemistry” è la progettazione di processi e prodotti che riducono o mitigano la generazione di sostanze pericolose. In questo contesto, il recupero di materiali di scarto dalla produzione di bestiame è uno dei punti chiave per il sistema di “allevamento green”. L’allevamento di lumache da giardino (Helix aspersa Muller) è di solito associato alla produzione di carne per scopi gastronomici. In questo contesto, la bava di lumaca è un sottoprodotto della produzione di carne, ed è un problema economico di scarto per gli allevatori. La possibilità di recuperare il secreto della chiocciola per la commercializzazione nell’industria cosmetica e farmaceutica permetterà la generazione di un guadagno ulteriore e, allo stesso tempo la riduzione dell’inquinamento ambientale. Rilevanza: Gli estratti di origine naturale rappresentano una consistente percentuale del mercato mondiale degli integratori alimentari, Novel Foods e Dispositivi Medici. Tuttavia, la filiera produttiva è spesso trascurata, sia come qualità che come controllo della filiera. L’estrazione di prodotti naturali utilizza infatti come materie prime piante ad alto impatto ambientale (es. olio di palma). La possibilità di ottenere sostanze naturali anche da materiale di scarto dell’agroindustria rappresenta ad oggi uno degli obiettivi della “green economy”, come riportato nei programmi PNR 2021-2027. Questo progetto si propone di sviluppare un'economia sostenibile e circolare, che prevede l'utilizzo di un materiale di scarto, quale il secreto di chiocciola, per ottenere un prodotto innovativo e biocompatibile dalla connotazione territoriale.

Metodo: Al fine di valorizzare l’utilizzo del materiale di scarto secreto di chiocciola, tale progetto si struttura in 3 WPs:

• WP1: Al fine di sviluppare prodotti finiti di alta gamma che utilizzino, come materia prima, il secreto di chiocciola, verranno svolte analisi chimiche e biologiche, volte alla caratterizzazione delle molecole attive. In particolare, verranno analizzati i composti e gli attivi presenti all’interno del secreto di chiocciola tramite tecniche analitiche (HPLC, UPLC-MS, UV e IR). L’attività biologica verrà analizzata al fine di definire la biocompatibilità di tale materia prima [1-3]. In particolare, il secreto di chiocciola e gli attivi da esso ricavati saranno testati in vitro su cellule umane al fine di identificarne le attività di rigenerazione cellulare, di mucoadesività ed anti-microbico. La valutazione di queste attività consentirà di definire in modo specifico gli attivi con tali funzioni, al fine di caratterizzare il secreto di chiocciola nei suoi vari componenti. Queste attività verranno svolte presso l’Università degli studi di Ferrara.
• WP2: La valorizzazione degli attivi del secreto di chiocciola verrà svolta presso l’azienda durante un periodo di almeno 6 mesi. In tale contesto verrà studiata la bio-veicolazione in liposomi [4]. Queste vescicole fosfolipidiche, essendo capaci di interagire con la cellula e rilasciare lentamente il loro contenuto, si sono dimostrate un ottimo veicolo biocompatibile sia in ambito farmaceutico che cosmetico. Il secreto di chiocciola interagendo con i liposomi viene assorbito velocemente dalle cellule, accelerando la rigenerazione cutanea, evitando la formazione di cheloidi, o i danni alla mucosa gastrica risultando di possibile utilizzo nel trattamento del reflusso e delle ulcere gastriche. Questa innovativa veicolazione della materia prima sarà utilizzata per produrre formulazioni ad applicazione topica per il trattamento di inestetismi delle cicatrici o dei disturbi gastrici. Nel contesto aziendale si svilupperanno anche le competenze in ambito regolatorio e le capacità di gestione riguardo ai protocolli da presentare alle agenzie governative come FDA, EFSA, EMA relativamente ai dispositivi medici, integratori e Novel foods.
• WP3: Durante un periodo di almeno 6 mesi all’estero, presso l’Università di Friburgo, verranno analizzate la componente proteica e peptidica del secreto di chiocciola, grazie alle più avanzate tecniche di spettrometria di massa. Questo periodo all’estero consentirà di caratterizzare ulteriormente gli attivi del secreto di chiocciola, grazie all’utilizzo di analizzatori di massa a tempo di volo ad alta risoluzione. L’accoppiamento con UPLC permetterà di caratterizzare sia piccoli peptidi che proteine fino ad 80kDa. Obiettivi: Pur essendo una materia prima ancora di nicchia, il secreto di chiocciola (Helix Aspersa Snail Mucus) si vede inserito all’interno di svariati prodotti salutistici come integratori, sciroppi, formulazioni cosmetiche e medicali. Lo sviluppo di prodotti ad alto valore tecnologico derivati dagli attivi del secreto di chiocciola permetterà l’incremento del suo utilizzo e la possibilità di affiancare e/o sostituire materie prime di derivazione naturale, ma con un alto impatto ambientale. Lo studio delle caratteristiche chimiche e biologiche del secreto di chiocciola ne consentiranno la presentazione alle agenzie regolatorie al fine di certificarne la sicurezza e l’utilizzo.

Risultati attesi: Questo progetto si propone di caratterizzare il secreto di chiocciola ed i suoi attivi al fine di sviluppare prodotti innovativi orientati al benessere dell’uomo, come nutraceutici e/o farmaceutici. Ciò porterà allo sviluppo di nuovi prodotti ad alto valore aggiunto in termini di neutralità climatica, in quanto recupero di scarti, reimmettendoli nei cicli biochimici. Tale progetto porterà alla sottomissione di brevetti e di pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali e presentazioni a convegni. Verranno inoltre avviate le richieste agli enti regolatori (EFSA, FDA).

Bibliografia:
1. Bortolotti D, Trapella C, Bernardi T, Rizzo R. Antimicrobial properties of mucus from the brown garden snail Helix aspersa. Br J Biomed Sci. 2016;73(1):49-50. doi: 10.1080/09674845.2016.1155377.
2. Trapella C, Rizzo R, Gallo S, Alogna A, Bortolotti D, Casciano F, Zauli G, Secchiero P, Voltan R. HelixComplex snail mucus exhibits pro-survival, proliferative and pro-migration effects on mammalian fibroblasts. Sci Rep. 2018; 8(1):17665. doi: 10.1038/s41598-018-35816-3.
3. Gentili V, Bortolotti D, Benedusi M, Alogna A, Fantinati A, Guiotto A, Turrin G, Cervellati C, Trapella C, Rizzo R, Valacchi G. HelixComplex snail mucus as a potential technology against O3 induced skin damage. PLoS One. 2020; 15(2):e0229613. doi: 10.1371/journal.pone.0229613.
4. Alogna A, Gentili V, Trapella C, Hallan SS, Sguizzato M, Strazzabosco G, Fernández M, Cortesi R, Rizzo R, Bortolotti D. Design of Liposomes Carrying HelixComplex Snail Mucus: Preliminary Studies. Molecules. 2021; 26(16):4709. doi: 10.3390/molecules26164709

Helixpharma - Ferrara

Periodo: 6 mesi

Il progetto è coerente con i seguenti Ambiti di Ricerca e Innovazione del PNR 2021-2027:

5.6.1 Green technologies
Articolazione 4 Riduzione dei rifiuti e della domanda di critical raw materials tramite approcci di disassembling e materials recovery, remanufacturing e refurbishing
Articolazione 5 Industrial symbiosis, co-located assets

5.6.2 Scienze e tecnologie alimentari
Articolazione 4 Alimentazione sana e sostenibile
Articolazione 6 Tendenze emergenti nelle tecnologie alimentari ed efficientamento dei processi di trasformazione. (Priorità di ricerca 6d; Priorità di ricerca 6f)

5.6.3 Bioindustria per la bioeconomia
Articolazione 2 Bioindustria circolare. (Priorità di ricerca 2a)
Articolazione 3 Recupero e valorizzazione di scarti e prodotti organici a fine vita, per la rigenerazione dei suoli e la protezione dell’ambiente. (Priorità di ricerca 3°)