.
ARGOMENTO: SCIENZE DEL MARE
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: OCEANI
parole chiave: sostanze antitumorali
.
Il Mare ci da l’ossigeno che respiriamo, è risorsa alimentare, è sostentamento di intere economie, è trasporto e commercio, è regolatore del clima del nostro pianeta ed ancora tanto altro e questo comporta che il complesso rapporto che abbiamo col mare deve essere gestito in maniera sostenibile. Ricordo che le Nazioni Unite hanno dichiarato il periodo 2021-2030 come l’Ocean Science Decade per uno sviluppo sostenibile, un impegno che dobbiamo mantenere per dare un futuro alle nuove generazioni. Parliamo oggi dell’aiuto che il mare ci può dare per la nostra salute. In questo contesto, il congresso 1st Joint meeting on Natural Products Pharmacology SIF – SIPHAR – IMGNPP, che si è svolto a Napoli dal 24 al 26 febbraio 2022, indicò il Mar Mediterraneo come laboratorio ideale per la ricerca, sperimentazione, valorizzazione e applicazione della farmacologia marina. Nell’ambito del Festival della ricerca scientifica Trieste Next si è parlato dell’importanza del mare per la ricerca, in particolare quella oncologica (in un incontro organizzato dall’AIRC, Associazione Italiana Ricerca contro il Cancro). Uno dei problemi della lotta contro i tumori è che le difese non sono sufficienti ed i nuovi farmaci devono contrastare lo sviluppo della neoplasia e supportare l’azione immunitaria. La buona notizia è che molti animali marini hanno sviluppato sostanze naturali, di per sé spesso velenose o tossiche, che possono venir usate per creare nuovi medicinali o cure. Spugne, alghe, ricci di mare, molluschi e tunicati possono aiutarci a sviluppare nuovi farmaci. I risultati di uno studio pubblicato su Plos One nel 2017 rivelò che circa il 60 per cento dei farmaci anticancro deriva da fonti naturali. Il Mediterraneo è un prezioso bacino di biodiversità con oltre 17.000 specie diverse, che rappresentano un insieme di molecole bioattive che, in forma singola o complessa, possono aiutare la specie umana per contrastare molte patologie.
Tectitethya crypta è una specie di demosponge appartenente alla famiglia Tethyidae di cui esistono 14 diversi generi noti, uno dei quali è Tectitethya. È una spugna massiccia che vive in acque poco profonde nel Mar dei Caraibi. Tectitethya crypta.jpg – Wikimedia Commons
Sono infatti utilizzate come agenti impiegati in terapie antitumorali, ma anche antimicrobiche, antivirali, antinfiammatorie, antidiabetiche, antipertensive, anticoagulanti e antiossidanti. Secondo l’AIRC grazie allo studio di una spugna caraibica, la Tectitethya crypta, fu possibile identificare una sostanza, la citarabina, oggi utilizzata soprattutto per le leucemie mieloidi acute e alcuni linfomi. Dalla citarabina è stata sviluppata anche la gemcitabina, impiegata nel trattamento di molti tumori come quelli di pancreas, vescica, mammella e ovaio.
Facciamo un passo indietro
Per milioni di anni l’ambiente marino è stato sottoposto ad aggressioni chimiche naturali e antropiche. In un ambiente così altamente competitivo, gli organismi hanno quindi prodotto metaboliti e mediatori chimici che giocano un ruolo fondamentale nella strutturazione e nel funzionamento degli ecosistemi, entrando in gioco nella competizione per lo spazio vitale, la colonizzazione delle superfici, la difesa contro la predazione, la seduzione per la riproduzione, ecc. Questi attrattori o repellenti prodotti dagli organismi sono di grande interesse in vari campi della chimica sia per la salute umana e animale che per usi industriali disparati. Nel secolo scorso, nel 1969, alcuni ricercatori scoprirono in una gorgonia caraibica, la Plexaura homomalla, grandi quantità di prostaglandine, ovvero delle molecole capaci di causare o stimolare le contrazioni uterine, che l’industria farmaceutica stava tentando di sintetizzare.
La ricerca continua ed oggi, la maggior parte delle molecole marine in sviluppo clinico, sono destinate al trattamento dei tumori o alla lotta contro i virus. Una risorsa straordinaria che dovrebbe farci comprendere ancora di più l’importanza di proteggere il mare e i suoi abitanti.
Va menzionata la scoperta di un batterio marino bioluminescente, Vibrio fischeri, che vive in simbiosi con un calamaro delle Hawaii (Euprymma scolopes). Sul suo mantello sono alloggiati dei batteri simbionti che aiutano l’animale a nascondersi dai predatori, modificandone, quando necessario, i colori del mantello. Essendo simbionti, questi batteri ricevono dal calamaro protezione e sostanze nutritive. In parole semplici l’organo luminoso di certi calamari contiene delle placche riflettenti che intensificano e dirigono la luce prodotta, utilizzando delle proteine conosciute come riflettine. Esse regolano la luce per impedire al calamaro di proiettare un’ombra nelle notti illuminate dalla luna.
Ma non è finita. All’interno di questo animale marino, è presente un piccolo organo, non più grande delle dimensioni di un unghia del mignolo, che è una vera e propria riserva di tantissime specie diverse di batteri simbionti che hanno un altro ruolo molto importante: quello della protezione dall’attacco di funghi patogeni. Questo organo è inoltre indispensabile anche durante la riproduzione di questo animale. Prima che la femmina depositi le uova, il maschio le ricopre con quei batteri, garantendo alla prole di potersi sviluppare senza essere attaccata dalle infezioni fungine. Tra le varie molecole protettive secrete vi è anche una sostanza che sembra combattere efficacemente la Candida albicans che può infettare anche l’Uomo. Curiosamente questi batteri vivono in una comunità e producono luce solo quando il loro numero è sufficiente. Ma non sono i soli, ve ne sono molti che comunicano e agiscono in base al loro numero per cui la comunicazione batterica è un target del futuro per nuovi antibiotici. Sono attualmente in commercio molti farmaci con principi attivi di origine marina rivolti ad aree terapeutiche diverse, principalmente le malattie neurodegenerative, infiammatorie e tumorali. In questi studi farmacologici nel mar Mediterraneo sono state scoperte oltre 33 specie di spugne endemiche con componenti che potrebbero essere utili per la salute dell’Uomo.
Japanese rice fish (Oryzias latipes) o medaka, un simpatico pesciolino di acqua dolce che si ritrova in molti acquari
Alcuni casi di studio interessanti
Esiste un piccolo pesce, il medaka (Japanese rice fish, Oryzias latipes), che vive nelle risaie in oriente ha caratteristiche simili al melanoma umano per cui da la possibilità di studiare non solo l’insorgenza del tumore ma anche le varie fasi della sua progressione e la reazione ai trattamenti. Un altro campo di interesse è quello di un farmaco antitumorale, la Trabectedina, ricavato da un’ascidia marina caraibica: la Ecteinascidia turbinata. Un farmaco già in commercio che induce rallentamento della progressione del ciclo cellulare, un’inibizione della sintesi del DNA e un blocco marcato in fase pre-mitotica (G2), che non sembra essere dipendente dal fattore p53, che regola il ciclo cellulare e ricopre la funzione di soppressore tumorale. La sua funzione sembra essere particolarmente importante negli organismi pluricellulari per sopprimere i tumori nascenti. Il trattamento è tuttavia ancora molto complesso e invasivo.
Ecteinascidia turbinata Ecteinascidia turbinata – Alchetron, the free social encyclopedia
Sembrerebbe che la Trabectedina non agisca solo su cellule tumorali ma anche sul microambiente ed è in grado di rimuovere l’azione soppressiva del sistema immunitario, eliminando i macrofagi che, invece di combattere il tumore, lo aiutano. Secondo uno studio della Medical Biotechnology School of Medicine della Faculty of Health Sciences della Flinders University, Sud Australia, un composto prodotto da una piccola lumaca di mare australiana (Dicathais orbita) per proteggere le sue uova si sta dimostrando un promettente antitumorale, un composto attivo derivato dalla sostanza prodotta dalla ghiandola di questo mollusco, che potrebbe essere usato come prevenzione nel carcinoma intestinale.
Acropora tenuis, Maldive
Alcune specie di corallo vengono studiate per capire meglio la calcificazione o la diffusione delle malattie, mentre altre vengono studiate per le loro molecole che proteggono dalla luce del sole o dall’invecchiamento. Ad esempio, studiando il materiale genetico del corallo Acropora, si è scoperto che ha il 48% di corrispondenza con quello di un essere umano.
lampreda in un fiume estone
Lampreda.jpg – Wikimedia Commons
Un altro animale molto utile è la lampreda che, pur essendo dal punto di vista evolutivo molto distante da noi, possiede una proteina, la p53, che controlla, come negli esseri umani, la proliferazione cellulare e potrebbe essere usata come soppressore tumorale. Inoltre i ricercatori hanno scoperto sul fondo dell’oceano la presenza di batteri actinomiceti e sono riusciti a isolare da questi un nuovo prodotto naturale, che hanno chiamato Salinosporamide A. Questo prodotto naturale marino è prodotto dai batteri marini Salinispora tropica e Salinispora arenicola, presenti nei sedimenti oceanici. Noto come Marizomib, scoperto nel 2003, è entrato nella fase di sperimentazione clinica dal 2006 come inibitore della crescita di alcuni carcinomi umani, come quelli del colon e del seno.
Non ultime le alghe. La più famosa è la Spirulina che viene utilizzata principalmente come integratore alimentare perché è ricca di proteine e amminoacidi essenziali, ma anche di acidi grassi omega 3 ed omega 6, vitamine e minerali. Inoltre, ha proprietà immunostimolanti, ipocolesterolemizzanti e antitumorali. Di fatto sono state scoperte comunità di centenari che consumano nella loro dieta grandi quantità di alghe marine ed i prodotto è ritrovabile sotto forma di pastiglie nelle farmacie (vedi immagine sotto).
Concludendo, gli organismi marini si sono adattati nella loro evoluzione ad una moltitudine di condizioni diverse e talvolta estreme, sviluppando metaboliti secondari attivi e non presenti negli ecosistemi terrestri che possono darci un aiuto per la cura e prevenzione di molte malattie. A differenza delle risorse terrestri, più note dal punto di vista farmaceutico e biochimico, meno dell’1% delle specie marine esistenti sono state esaminate riguardo il loro potenziale farmacologico, per cui sono di interesse per molte comunità di scienziati. Lo studio del mare e dei suoi abitanti potrebbe quindi essere la soluzione a molti problemi per la nostra salute.
Vincenzo Popio
.
PAGINA PRINCIPALE - HOME PAGE
.
Alcune delle foto presenti in questo blog possono essere state prese dal web, citandone ove possibile gli autori e/o le fonti. Se qualcuno desiderasse specificarne l’autore o rimuoverle, può scrivere a infoocean4future@gmail.com e provvederemo immediatamente alla correzione dell’articolo
.
- autore
- ultimi articoli
Laureato in Scienze Marine presso l’Università di Pisa con un Ph. D. in Maritime Science e Master in “Environmental science and sea pollution research” presso la Pacific Western University di Los Angeles, California, il dottor Popio ha trascorso oltre 32 anni di servizio attivo nella Marina Militare. Ha ricoperto incarichi di Comando a bordo delle unità navali, come Direttore agli Studi presso Istituti di Formazione militare e come rappresentante della Marina presso l’Ufficio del Sottocapo di Stato Maggiore della Difesa. Lasciato il servizio attivo, il dr. Popio, ha continuato, in campo civile, a fornire il proprio contributo per la salvaguardia dell’ambiente marino e di tutte le sue specie, collaborando in diversi progetti riguardanti l’ambiente, con le Università di Bari, Lecce, Napoli e con l’Istituto per l’Ambiente Marino Costiero-CNR di Taranto. Numerosi sono gli articoli pubblicati sulla stampa locale sull’inquinamento (aria, mare, suolo) a Taranto, dovuto alla presenza delle industrie pesanti. Uno studio particolare è stato effettuato sul Mar Piccolo e il Mar Grande di Taranto.