Nascita di un farmaco: scoperta
Il lungo e avvincente percorso della nascita di un farmaco: dall'individuazione del meccanismo biologico su cui intervenire, alla determinazione del principio attivo, all'inizio della sperimentazione prima in laboratorio (o preclinica) e poi sui pazienti (o clinica), alla messa in commercio e al controllo degli eventuali effetti collaterali.
La scoperta di un farmaco
L’obiettivo della ricerca farmacologica è quello di trovare farmaci in grado di curare le malattie o di lenirne le sofferenze. Tale ricerca, vecchia quanto l’uomo, si è evoluta nel tempo in maniera straordinaria, sia per l’ampliamento delle conoscenze medico-scientifiche, sia per la crescente domanda di salute, sia per l’impiego di strumenti di indagine sempre più sofisticati e potenti.
Anche se molto più evoluta e complessa, rispetto al passato, la ricerca farmacologica ha inizio comunque sempre dallo stesso punto: la scoperta di un composto dotato di "attività farmacologica", in grado, cioè, di modificare un processo biologico.
Questa tappa cruciale può essere suddivisa in due momenti fondamentali: l'individuazione di un bersaglio farmacologico e l'identificazione dei cosiddetti composti guida.
Il bersaglio
Il primo passaggio consiste nella determinazione del cosiddetto "bersaglio farmacologico", ossia l’elemento o il meccanismo biologico su cui intervenire per modificare il percorso di una malattia.
A seconda del tipo di patologia, il bersaglio può essere molto diverso: un virus o un batterio nel caso di malattie infettive come l’influenza o l’epatite; la carenza di un ormone nelle patologie metaboliche come il diabete o l’obesità; il meccanismo di degenerazione delle cellule cerebrali nella malattia di Parkinson o nel morbo di Alzheimer, e via dicendo.
Il bersaglio può quindi essere un microrganismo, una proteina difettosa, un legame molecolare alterato, un segnale biochimico malfunzionante. Identificarlo non è semplice: più una patologia è complessa, infatti, più è difficile individuare i punti chiave su cui intervenire per ottenere benefici in termini di guarigione.
Il composto guida
Una volta selezionato il bersaglio farmacologico si procede al secondo obiettivo, cioè all’identificazione di sostanze in grado di legarsi in modo specifico e selettivo al bersaglio e di modificarne i meccanismi d’azione in modo tale da ottenere un effetto terapeutico: queste sostanze vengono chiamate "lead compound" o "composti guida" e sono i precursori del farmaco vero e proprio.
A seconda del "ruolo" che il bersaglio farmacologico svolge nella malattia, gli effetti provocati dal composto guida saranno differenti. Se si colpisce un elemento coinvolto molto a monte nel processo patologico (per esempio, si blocca il microrganismo che scatena una certa infezione), l’effetto del farmaco sarà la guarigione (più o meno completa a seconda dell’efficacia del farmaco e delle condizioni del paziente).
Se invece si agisce su un meccanismo a valle (per esempio, la mancata produzione nel cervello di una sostanza essenziale per la coordinazione del movimento nel malato di Parkinson) il farmaco agirà soltanto su uno degli aspetti della malattia e per un breve periodo di tempo, non essendo in grado di modificare i meccanismi di base che hanno dato origine al male.
Un caso diverso è rappresentato dai farmaci preventivi: il bersaglio su cui si agisce non è un elemento direttamente coinvolto nella malattia ma può contribuire alla sua insorgenza in determinate condizioni di rischio (per esempio, livelli troppo elevati di colesterolo nel sangue possono causare disturbi cardiovascolari).
Per identificare le molecole guida il ricercatore utilizza diversi approcci scientifici.
Il più classico è quello di passare al setaccio un gran numero di sostanze biologiche - si dice che si effettua uno screening random – allo scopo di individuare le molecole che possiedono le potenzialità terapeutiche desiderate. In questo tipo di approccio, la molecola guida può essere di origine naturale (viene estratta da piante, microrganismi o terreni) o sintetica (viene prodotta artificialmente dall’uomo).
La "rational drug discovery" è invece una tecnica che procede in modo inverso rispetto a quello classico: anziché analizzare migliaia di sostanze alla ricerca della molecola "giusta", il ricercatore "crea" un composto ad hoc per il bersaglio che intende andare a colpire. In questo tipo di approccio la molecola guida è di natura sintetica.
Naturali o sintetici?
La maggior parte dei medicinali oggi in commercio è di origine sintetica, in quanto la disponibilità di sofisticate apparecchiature completamente automatizzate e informatizzate che effettuano gli screening, sintetizzano migliaia di composti e li analizzano - ha permesso all’industria farmaceutica di ridurre i costi di sviluppo e di ottenere risultati in tempi rapidissimi.
Inoltre, nel sintetizzare un composto, il ricercatore può apportare tutte le modifiche necessarie affinché esso risponda pienamente alle caratteristiche di buona tollerabilità, sicurezza, lunghezza della durata d’azione, eccetera.
Una parte dei farmaci è invece di origine naturale. La natura è infatti da sempre fonte preziosa di sostanze dotate di straordinarie proprietà terapeutiche.
In particolare, un quarto dei medicinali deriva dalle piante; tra questi spiccano farmaci che hanno fatto la storia della medicina, come la digitale - nota sostanza cardiostimolante - ricavata dalle foglie di Digitalis purpurea, o il tassolo, capostipite di una famiglia di antitumorali, ottenuto dalla corteccia di Taxus brevifoglia.
Il regno vegetale è dunque oggetto di grande attenzione da parte dell’industria farmacologica, anche in virtù del fatto che sinora è stato studiato meno dell’1% delle piante potenzialmente dotate di proprietà medicinali.