Nel mondo della chimica farmaceutica esiste un paradosso inquietante: la stessa molecola può salvare una vita o causare la morte, a seconda della sua forma tridimensionale. Questo fenomeno, noto come chiralità, rappresenta una delle sfide più complesse nella progettazione dei farmaci moderni. Due molecole con identica composizione chimica possono comportarsi in modo completamente opposto nel nostro organismo, semplicemente perché la loro struttura spaziale è speculare, come una mano destra e una sinistra.
Una scoperta rivoluzionaria dall'Università di Ginevra
Un team di ricercatori dell'Università di Ginevra, guidato dal professor Jérôme Lacour del Dipartimento di Chimica Organica, ha recentemente sviluppato una nuova famiglia di molecole chirali caratterizzate da una stabilità eccezionale. La ricerca, condotta in collaborazione con l'Università di Pisa e pubblicata sul Journal of the American Chemical Society, rappresenta una svolta concettuale nel campo della chimica farmaceutica. Per la prima volta, gli scienziati sono riusciti a creare centri stereogenici dove l'atomo di carbonio centrale non è circondato da catene carboniose, ma esclusivamente da atomi di ossigeno e azoto.
Questa innovazione tecnica ha permesso di ottenere strutture molecolari mai isolate prima in forma stabile. Come spiega Lacour: "Molecole con questo nuovo tipo di centro stereogenico non erano mai state isolate in forma stabile. La loro sintesi e caratterizzazione rappresentano una svolta concettuale e sperimentale di grande portata".
Il problema della stabilità chirale
La stabilità delle molecole chirali costituisce uno dei parametri più critici nello sviluppo farmaceutico. Le coppie di molecole speculari sono strutturalmente molto simili, e spesso possono trasformarsi spontaneamente l'una nell'altra sotto l'effetto di fattori ambientali come la temperatura. Questo fenomeno di inversione chirale può trasformare un farmaco efficace in una sostanza inattiva o addirittura tossica, creando rischi enormi per la sicurezza dei pazienti.
Le nuove strutture molecolari sviluppate dal team ginevrino mostrano invece una stabilità chirale straordinaria. Olivier Viudes, dottorando e primo autore dello studio, ha utilizzato tecniche di cromatografia dinamica e calcoli di chimica quantistica per dimostrare che la prima molecola sviluppata richiederebbe ben 84.000 anni a temperatura ambiente perché metà del campione si trasformasse nella sua versione speculare.
Prospettive per la farmaceutica del futuro
Questa stabilità eccezionale garantisce ai farmaci condizioni di conservazione sicure, senza la necessità di specifici accorgimenti ambientali. Per la seconda molecola sviluppata, il tempo di semi-trasformazione è stato stimato in 227 giorni a 25°C, comunque un valore considerevole per applicazioni farmaceutiche pratiche.
I nuovi centri stereogenici aprono scenari inediti nella progettazione di molecole chirali tridimensionali controllate. Queste strutture non solo offrono nuove possibilità per lo sviluppo di farmaci, ma anche per la creazione di materiali innovativi con proprietà specifiche. Gennaro Pescitelli, professore all'Università di Pisa e co-investigatore principale della ricerca, sottolinea l'importanza di questa scoperta: "Questi nuovi centri stereogenici offrono un modo inedito di organizzare lo spazio molecolare, aprendo un grado di libertà e immaginazione completamente nuovo nella sintesi chimica".
Implicazioni per la sicurezza farmaceutica
La chiralità molecolare ha già dimostrato in passato quanto possa essere determinante per la sicurezza dei farmaci. Il controllo preciso della geometria molecolare diventa quindi essenziale per garantire che i principi attivi interagiscano correttamente con i sistemi biologici. La ricerca ginevrina rappresenta un passo avanti significativo in questa direzione, fornendo strumenti molecolari più affidabili e duraturi.
Questa scoperta potrebbe rivoluzionare l'approccio alla progettazione farmaceutica, permettendo lo sviluppo di medicinali con profili di sicurezza più prevedibili e stabili nel tempo. La possibilità di controllare con precisione la forma tridimensionale delle molecole apre nuove frontiere non solo in ambito terapeutico, ma anche in settori come la scienza dei materiali e la chimica industriale.
