Chimica Farmaceutica | Una nuova tecnica computazionale per ridurre gli effetti collaterali dei farmaci

Farmaci ed effetti collaterali: anche leggendo i bugiardini dei medicinali più comuni, ci si può rendere conto di come nessuno di essi ne sia privo. La ricerca scientifica è al lavoro per cercare di ridurre gli effetti indesiderati dei farmaci già in uso così come dei farmaci in via di sviluppo, per rendere il loro utilizzo sempre più sicuro.

Antonella Ciancetta, ricercatrice del Dipartimento di Scienze chimiche, farmaceutiche ed agrarie dell’Università di Ferrara, è la prima autrice di uno studio incentrato su una particolare classe di molecole biologiche, bersaglio del ~30% dei farmaci sul mercato, che spesso causa effetti collaterali. 

“Si tratta dei cosiddetti recettori accoppiati a proteine G, o GPCR. Sono molecole presenti sulla membrana delle cellule, e sono implicate in numerosi processi fisiologici” spiega Ciancetta, che continua: 
“Pur essendo dei buoni bersagli farmacologici, sviluppare dei farmaci diretti contro queste molecole è complesso proprio per l’insorgenza di effetti collaterali. Ciò è dovuto all’interazione del farmaco con altre molecole simili di GPCR, appartenenti alla stessa famiglia”.

Sia sulle molecole GPCR sia su molecole simili della stessa famiglia, infatti, esistono dei siti di legame - definiti ortosterici - cui i farmaci si legano in maniera non specifica. Ciò comporta l’attivazione "in parallelo” di diverse via molecolari, oltre a quella bersaglio.

“Questo fenomeno può essere aggirato direzionando i farmaci a siti di legame diversi - detti allosterici - meno conservati sulle molecole GPCR. La localizzazione di questi siti all’interno dei recettori, però, è stata per molti anni sconosciuta”.

Oggi individuare questi siti è possibile grazie ai progressi nella determinazione delle strutture 3D delle proteine con tecniche di cristallografia a raggi X e microscopia crioelettronica. 

“Nello studio pubblicato abbiamo sviluppato una nuova tecnica, basata su simulazioni al computer, che permette di identificare i siti di legame specifici nei recettori GPCR. Il protocollo rappresenta uno dei primi esempi di mappatura computazionale di siti allosterici di proteine di membrana mediante l’uso combinato di dinamica molecolare e sonde molecolari privilegiate” conclude la Dottoressa Ciancetta.

Per saperne di più

L'articolo “Probe Confined Dynamic Mapping for G Protein-Coupled Receptor Allosteric Site Prediction” è stato pubblicato sulla rivista  ACS Central Science.

Lo studio è stato realizzato nell’ambito dell’Azione Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowship (MSCA-IF) “MIDAS”, svolto dalla Dottoressa Ciancetta presso la Queen’s University Belfast (UK) in collaborazione con il laboratorio del Dr. Peter McCormick della Queen Mary University of London (UK).