I metalli hanno un ruolo fondamentale nei processi biologici: svolgono una funzione regolatrice, protettiva, antiossidante, e molti altri: il loro uso risale alle civiltà mesopotamiche, egizia, cinese ed indiana, che molto spesso scopriva “per caso” le loro possibilità d’impiego in ambito medicinale.
E’ anche vero, però, che questi avvenimenti casuali devono esser seguiti da uno studio ragionato che possa conferire a queste scoperte carattere di riproducibilità.

A tal proposito ci viene in soccorso la “Metallomica”, ovvero quella disciplina che si occupa di studiare:
uptake
trasporto
funzione
escrezione dei farmaci contenenti metalli

 

IL VANTAGGIO DEI METALLI

Gli atomi metallici hanno la capacità di entrare in contatto con molti più atomi di un atomo di carbonio.Quest’ultimo, infatti, può intrattenere al massimo 4 legami con una geometria tetraedrica

Invece, gli atomi metallici, soprattutto quelli che appartengono ai gruppi di transizione, hanno nel loro “guscio” più esterno parecchi elettroni da condividere: ad esempio, nell’emoglobina il ferro può formare stabilmente 2 legami, più almeno altri due di tipo debole elettrostatico. Il risultato, in questo caso ed in molti altri, è la realizzazione di geometrie particolari e complesse che si riflette nel successo di molte molecole biologiche, come appunto l’emoglobina. In presenza di ossigeno, infatti, il ferro si coordinerà ad esso, garantendone il trasporto, nonché donando al nostro sangue un bel colore rosso brillante.

 

 

Dunque, facendo un discorso analogo per quanto riguarda l’ambito farmaceutico, appare chiaro il principale vantaggio dell’impiego dei metalli: semplicemente garantiscono, da soli,  una geometria molecolare che si otterrebbe altrimenti con molecole ben più voluminose, e con sforzi sintetici più consistenti.

 

INDICAZIONI

I settori nei quali i metalli hanno trovato largo impiego sono vari e numerosi:

  • Tumori
  • infezioni
  • artrite reumatoide
  • diabete
  • patologie cardiovascolari
  • malattie neurologiche
  • tecniche diagnostiche

 

IL PLATINO

Per la facilità con cui può essere lavorato, oltre che per la sua resistenza all’ossidazione, è oggi uno dei tre metalli preziosi utilizzati in oreficeria. E’ il doppio più abbondante dell’oro, ma il suo processo di estrazione è molto più complesso: A differenza di quest’ultimo, infatti, non è mai allo stato puro, ma lo troviamo coordinato ed associato ad altri metalli, come palladio, osmio, rutenio, rame e  nichel(Da http://www.focus.it/scienza/scienze/perche-il-platino-e-tanto-prezioso).

Pochi invece sanno che il platino (sigla atomica Pt) rappresenta uno dei più venduti farmaci antitumorali: il Cisplatino.

 

Farmaci a base di cisplatino sono attualmente distribuiti dalla Pfizer, ed il suo meccanismo d’azione merita di essere trattato in questo articolo.

In questa molecola, il platino funge da atomo centrale che coordina due gruppi -NH3 e due atomi di cloro. Il nome “Cis-Platino” deriva dal fatto che i due atomi di cloro (così come le due molecole di ammoniaca) sono letteramente “dalla stessa parte”. Graficamente possiamo immaginare il cisplatino come un quadrato con il platino al centro, ed i quattro sostituenti a formare  quattro vertici di un quadrato ipotetico.

Una volta entrato dalla cellula, il cisplatino perde i due atomi di cloro per differenza di concentrazione (il cloro è infatti scarsamente presente nel liquido intracellulare) liberando quindi due siti di coordinazione del nostro platino, che acquisisce temporaneamente carica Pt2+.
Ora sarà quindi dotato di una maggior reattività: è stato infatti dimostrato un duplice meccanismo di azione. Da una parte, infatti, può sostituirsi allo zinco in forma Zn2+, che è un elemento fondamentale per la regolazione di molti processi. Dall’altra, si è visto come formi addotti con il DNA, in particolar modo a livello di due basi azotate, sull’N-7 dell’adenina e della guanina: questo provoca una distorsione della doppia elica in quanto a livello di questi siti di coordinazione viene persa la normale struttura di cui godeva il DNA in precedenza. L’unione combinata di questi due meccanismi causa morte cellulare irreversibile: è logico pensare che una chemioterapia a base di cisplatino possa essere una valida strategia per contrastare l’azione dei tumori

Le prossime tre immagini sono state ottenute con un software di molecular modelling, in cui si può notare benissimo la situazione a livello del DNA prima e dopo l’interazione con il cisplatino.

In questa prima immagine, si osservano le due basi azotate che, a livello dell’azoto numero 7, distano fra loro 3.846 Angstrom, ovvero all’incirca 0.4 nanometri.

 

Il platino (ed i gruppi NH3) prenderà contatto con questi due atomi che sono cerchiati in giallo.

 

Quest’ultima immagine mostra, infine, come la distanza tra le due basi azotate si sia ridotta di quasi un terzo! Ciò provoca in realtà delle grandi ripercussioni su tutta la cellula, come abbiamo visto.

 

SOLO CISPLATINO?

In realtà, a causa dei numerosi effetti avversi che può dare il cisplatino, sono stati sviluppati molti analoghi, che pur mantenendo la stessa impalcatura di base sono caratterizzati da un miglior profilo di tollerabilità. Parliamo ad esempio dell’eptaplatino, lobaplatino ed altri.

 

CONCLUSIONI

Nonostante i grandi passi avanti, la disciplina della chimica farmaceutica è lenta a scoprire nuovi farmaci. La metallofarmaceutica potrebbe offrire grandi soluzioni, se non fosse che l’opinione pubblica spesso ne condiziona i risultati a causa di una scarsa domanda commerciale. Secondo il senso comune, infatti, il corpo umano è qualcosa che deve esser curato con rimedi il più possibile considerati  “naturali”. Purtroppo si ignora che anche i metalli sono, effettivamente, “naturali”.
L’augurio è che finalmente l’opinione pubblica cessi presto di nutrire questa particolare avversità verso la chimica dei metalli: si aprirà, allora, la possibilità di attaccare malattie ed agenti patogeni con tutta una serie di composti ancora da scoprire.