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High-throughput peptidomics and transcriptomics of animal venoms for discovery of novel therapeutic peptides and innovative drug development

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Le tossine animali nella scoperta di farmaci

Lo sviluppo di nuovi farmaci derivati da veleno di origine animale rappresenta l’origine di una serie enorme di terapie a uso clinico. Alcuni scienziati stanno seguendo un processo innovativo di caratterizzazione del veleno e di produzione di tossine, compatibile con uno screening ad alta intensità di elaborazione.

Salute

Ragni, scorpioni, insetti e alcuni animali marini producono veleni. Considerato il loro elevato e complesso contenuto di peptidi, i veleni suscitano un interesse sempre maggiore in relazione al potenziale impiego terapeutico. Sul mercato esistono già farmaci per alleviare il dolore nell’HIV e nella coagulazione del sangue; nella maggior parte dei casi, si tratta di farmaci a base di peptidi derivati dal veleno di serpenti e coni. Attualmente l’industria farmaceutica sta investendo sempre di più nei farmaci a base di veleno. Per studiare la diversità e la farmacologia dei peptidi dei veleni, gli scienziati impegnati nel progetto VENOMICS (High-throughput peptidomics and transcriptomics of animal venoms for discovery of novel therapeutic peptides and innovative drug development), finanziato dall’UE, hanno generato la più grande libreria del mondo di peptidi sintetici. Su un totale di 170 000 animali velenosi, i partner del consorzio hanno operato una combinazione tra proteomica eseguita su veleni e trascrittomica eseguita su ghiandole velenifere, estratte da oltre 200 specie. I ricercatori hanno generato un flusso di lavoro ad alta intensità di elaborazione, sulla base della più estesa raccolta di campioni di veleni e tessuti animali mai studiata, nell’intento di identificare tutte le tossine espresse nelle ghiandole velenifere e di caratterizzare la maturazione dei peptidi che si verifica nel veleno. In tal modo si è ottenuta la generazione di 25 000 sequenze di tossine, da cui sono state avviate alla produzione le oltre 3 600 sequenze più interessanti, tramite sintesi chimica o espressione ricombinante. La validazione sia dell’approccio sia dei peptidi selezionati come farmaci candidati sarà eseguita in saggi funzionali e mirati a specifici recettori, specificamente connessi a patologie associate all’età. Il progetto VENOMICS ha aperto un nuovo percorso di esplorazione e sfruttamento del veleno, con lo sviluppo di tecnologie uniche, prive di problemi legati alle limitazioni connesse alla disponibilità di prodotti naturali. La divulgazione è avvenuta tramite 7 documenti scientifici, 3 eventi per la stampa a livello europeo, 11 articoli su giornali e 124 pubblicazioni online, oltre a trasmissioni radiotelevisive, la più recente delle quali è Euronews. Lo studio ha generato librerie che alimenteranno la pipeline dei farmaci; l’approccio VENOMICS alla scoperta dei farmaci potrebbe fornire farmaci innovativi, ad esempio nuovi trattamenti. Lo screening di tali tossine rispetto a bersagli terapeutici correlati ad allergie, diabete, malattie autoimmuni e infiammazione ha consentito di identificare candidati farmaci attivi.

Parole chiave

Tossine animali, scoperta di farmaci, veleno, alta intensità di elaborazione, VENOMICS, sviluppo di farmaci

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