Soluzioni per composti bioattivi non solubili
Il progetto multidisciplinare BIOSOL (Solvent effects on physico-chemical properties of bioactive compounds: combination of theory with experiments) ha unito la chimica computazionale a basso costo con la modellizzazione matematica, la meccanica molecolare e la teoria del funzionale della densità, con l’intento di ottimizzare la salvazione biomolecolare. I ricercatori si sono adoperati per potenziare la solubilità di composti bioattivi attraverso polimorfismo, controllo del pH e impiego di cosolventi. Il polimorfismo è la capacità di una biomolecola di esistere in diverse forme solide, in base alla struttura cristalline e altre proprietà. La tecnologia dei liquidi supercritici è stata utilizzata per cristallizzare selettivamente polimorfi di molecole bioattive, tramite la variazione di parametri di solvente. Il termine supercritico implica uno stato in cui una sostanza non ha una fase distinta liquida e gassosa a una certa temperatura e determinate condizioni di pressione. I ricercatori sono riusciti a ottenere cristalli contenenti specifici polimorfi mediante il biossido di carbonio supercritico. Accanto alla tecnologia supercritica, il team BIOSOL ha anche adottato altre tecniche, per potenziare la solubilità. In particolare, si è dimostrata estremamente efficace la cristallizzazione di molecole di farmaci con una specie molecolare aggiuntiva. L’analisi ha rilevato livelli molto superiori di bioattività e solubilità rispetto al farmaco puro. I componenti di BIOSOL hanno studiato la termodinamica di solvatazione di promettenti molecole bioattive, combinando metodi sperimentali e teorici con la chimica computazionale. Hanno sviluppato metodi più efficienti per risolvere le equazioni integrali e hanno ottimizzato il loro modello computazionale. Ne è derivata la capacità di predire l’energia libera di idratazione di varie molecole bioattive. Questo modello è stato ulteriormente esteso per descrivere il comportamento di macromolecole in vari solventi, in presenza di specie molecolari disciolte. Il modello BIOSOL potrebbe dimostrarsi utile per riformulare sistemi vettori di sostanze farmaceutiche e per ridurre la lista dei composti bioattivi più promettenti. Gli esiti della ricerca dovrebbero contribuire ad aumentare la biodisponibilità di promettenti composti bioattivi in precedenza inidonei per la terapia, a causa dell’insolubilità nei liquidi biologici.
Parole chiave
Bioattivo, solvatazione biomolecolare, polimorfismo, biossido di carbonio supercritico, modello computazionale, sistema vettore di sostanze farmaceutiche, biodisponibilità
