Il principio attivo dove e quando serve: nuovi medicinali intelligenti con il progetto ERC ReLiEF

Una delle sfide più importanti nello sviluppo di nuovi medicinali è la scarsa solubilità in acqua di molti principi attivi. Si stima che tra il 75% e il 90% dei nuovi medicinali in fase di sviluppo si scontra con questo problema, a cui, in alcuni casi, si affianca anche una ridotta capacità di attraversare le barriere biologiche. È per cercare nuove soluzioni su questo fronte che parte ReLiEF, nuovo progetto ERC Starting Grant vinto dall'Università di Bologna, finanziato con 1,5 milioni di euro dallo European Research Council.

Coordinato da Serena Bertoni, ricercatrice del Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie dell'Alma Mater, il progetto svilupperà nuovi sistemi per rendere più efficaci i farmaci assunti per via orale, con formulazioni capaci di adattarsi alle condizioni presenti nell'organismo e di liberare il principio attivo dove e quando serve.

«Con ReLiEF vogliamo passare da sistemi di rilascio statici a materiali dinamici, capaci di rispondere ai segnali dell'organismo», spiega Bertoni. «L'idea è progettare formulazioni che siano solide e facilmente lavorabili durante la produzione e la conservazione, ma che dopo la somministrazione modifichino la propria struttura per solubilizzare il farmaco e rilasciarlo nel luogo e nel momento più opportuni».

Prima di poter essere assorbito dall'organismo, infatti, un farmaco assunto per bocca deve sciogliersi nei fluidi gastrointestinali: se questo processo è incompleto, però, una parte del principio attivo non può essere assorbita e quindi non può esercitare il suo effetto. Le soluzioni utilizzate oggi – dalla riduzione delle dimensioni delle particelle alla produzione di forme amorfe, fino all'impiego di tensioattivi e promotori dell'assorbimento – non sono sempre applicabili e hanno spesso problemi di stabilità, costi elevati, processi produttivi complessi o difficoltà di trasferimento su scala industriale.

ReLiEF proverà a superare questi limiti combinando due caratteristiche finora difficili da riunire nella stessa formulazione. Da una parte l'utilizzo di forme farmaceutiche solide, come compresse, capsule, granuli e microparticelle, che garantiscono stabilità, facilità di conservazione e compatibilità con i processi produttivi già utilizzati dall'industria farmaceutica. E dall'altra l'impiego di sistemi "eutettici": miscele di sostanze che, grazie alle interazioni tra i loro componenti, fondono a una temperatura più bassa rispetto alle singole sostanze di partenza.

«Si tratta di materiali composti principalmente da acidi grassi naturali e loro derivati, progettati per modificare in modo controllato il proprio stato fisico in risposta a stimoli come la temperatura corporea, il pH, la presenza di determinati enzimi o le condizioni di stress ossidativo», dice Bertoni. «In particolare, i sistemi studiati da ReLiEF saranno progettati per attivarsi attraverso questa transizione alla temperatura corporea o in risposta a specifiche condizioni fisiologiche e patologiche».

Una formulazione sensibile al pH, ad esempio, potrebbe proteggere un principio attivo dall'ambiente acido dello stomaco e liberarlo nell'intestino. Materiali sensibili a specifici enzimi potrebbero invece consentire un rilascio mirato nel colon, mentre sistemi che rispondono allo stress ossidativo potrebbero essere utilizzati per raggiungere tessuti infiammati, come avviene nelle malattie infiammatorie intestinali. In questo modo sarebbe possibile aumentare l'efficacia del trattamento e, allo stesso tempo, limitare l'esposizione del resto dell'organismo al farmaco.