Proprietà dipendenti dalla struttura degli allelochimici del grano
Gli odierni sistemi di produzione di piante si basano fortemente sull'immissione di sostanze chimiche per fornire protezione contro le malattie, gli insetti e le erbe infestanti. Quest'uso intensivo di pesticidi sintetici ha creato preoccupazione per i residui chimici nell'ambiente e, cosa importante, per l'insorgere di meccanismi di resistenza negli organismi mirati. Potenziare e imbrigliare le sostanze chimiche naturalmente prodotte dalle piante è un approccio alternativo che va guadagnando sempre maggiore attenzione. Il progetto FATEALLCHEM mirava a valutare le possibilità di sfruttare le proprietà allelopatiche del grano nei sistemi agricoli tradizionali e biologici mediante la valutazione degli effetti desiderati e indesiderati. A tale scopo, i ricercatori dell'Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri hanno sviluppato un quadro per la valutazione della tossicità degli allelochimici basato su modelli che ne prevedono l'attività biologica dai loro dati strutturali. Sono state formulate delle QSAR (Quantitative Structure-Activity Relationships) basate sull'ipotesi che esista una relazione quantitativa tra la struttura molecolare dei composti e le loro proprietà biologiche, chimiche e fisiche. Il primo passo è stato la creazione di un set di dati di oltre cento pesticidi sintetici simili nella struttura agli allelochimici. Per le diverse specie, i valori di tossicità sono stati raccolti da fonti differenti, incluse le pulci d'acqua, le trote e le anatre. I descrittori molecolari che ne caratterizzano matematicamente il comportamento fisico-chimico sono stati calcolati usando il software Codessa e l'analisi molecolare comparativa (CoMFA). Nella fase di sviluppo del quadro di modellizzazione, sono state applicate diverse tecniche per estrarre le più pertinenti e spesso celate informazioni. Malgrado le sue mediocri prestazioni, l'approccio Group Method of Data Handling (GMDH) alle reti neurali sulla base dei descrittori chimici è risultato essere più generale e applicabile a strutture eterogenee. Per i descrittori CoMFA è stato usato un approccio differente, il Partial Least Square (PLS), che ha indicato i processi metabolici molecolari di tossicità allelopatica. Inoltre la comparazione di questi metodi ha fornito informazioni importanti per una migliore comprensione della tossicità e del meccanismo d'azione degli allelochimici. I ricercatori vorrebbero collaborare con un partner idoneo per l'ulteriore validazione dei modelli QSAR, per garantirne l'idoneità a formulare previsioni di tossicità sufficientemente accurate per i nuovi composti.
