Mescolare i detersivi per la casa è molto pericoloso

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Rinaldo Cervellati

Sono purtroppo più frequenti di quanto si possa pensare gli incidenti domestici, anche gravi, dovuti all’incauto mescolamento di detersivi per la pulizia della casa, in particolare di bagni e cucina. Io stesso, da poco laureato, fui testimone di una disavventura di un’amica, per giunta studentessa di chimica, che per pulire la vasca o il lavandino usò insieme varechina e acido muriatico, rimanendo intossicata dai vapori del cloro sviluppatisi dalla miscela. Fortunatamente l’intervento immediato del suo ragazzo le evitò un guaio molto serio, se la cavò con un breve ricovero al reparto medicina del lavoro dell’Ospedale Sant’Orsola di Bologna.

Ancora più attenzione deve essere fatta nell’attuale emergenza da COVID-19, poiché fra le importanti raccomandazioni vi è quella di mantenere puliti e igienizzati gli ambienti domestici.

Set di detergenti domestici

Mi è quindi sembrato molto opportuno l’articolo di David Bradley, apparso sulla newsletter settimanale di Chemistry World[1]: Why is mixing cleaning chemicals such a bad idea, del 27 aprile 2020. Ne riporto qui un adattamento in italiano.

Vediamo anzitutto quali sono i principali “principi attivi” contenuti nei comuni detersivi per la casa, spesso in soluzione con altri componenti.

Candeggina (varechina)

Esistono molti prodotti per la pulizia chiamati “candeggina”. In generale contengono una soluzione acquosa di ipoclorito di sodio (NaOCl) a varie concentrazioni, con in aggiunta tensioattivi, antischiuma e fragranze. L’ipoclorito di sodio è corrosivo e può danneggiare pelle e occhi ed essere letale se ingerito.

Ammoniaca

L’ammoniaca (NH3) viene utilizzata in soluzione acquosa con concentrazioni dal 5% al 10%. È ampiamente usata per pulire vetro, porcellana e acciaio inossidabile, nonché per rimuovere i depositi di grasso dai forni. È corrosiva e tossica.

Idrossido di sodio (soda caustica)

L’idrossido di sodio solido (NaOH) e le sue soluzioni acquose sono ampiamente usate per eliminare i depositi di grasso negli scarichi e nei forni. La soda caustica è corrosiva e può danneggiare pelle e occhi se ne viene a contatto. Anche i fumi della reazione con i grassi sono pericolosi se vengono inalati.

Acido cloridrico (acido muriatico) e altri acidi (nitrico, fosforico)

Oggi l’acido cloridrico in soluzione (acido muriatico) è meno usato di un tempo nei detergenti domestici ma è contenuto in quelli commerciali. Inoltre, le soluzioni di due o più acidi vengono anche vendute come spray per la pulizia del bagno per evitare la necessità di un lungo risciacquo. Sono corrosivi e tossici.

Nelle etichette dei detergenti sono normalmente indicati i componenti e di solito sono evidenziati i rischi di incaute miscelazioni. Pertanto, come prima norma, sarebbe importante leggere le informazioni sull’etichetta sull’uso corretto di questi prodotti. Tuttavia, come riportato all’inizio, non sono infrequenti gli incidenti dovuti a incauta miscelazione.

Con un poco di chimica vediamo insieme cosa può accadere.

Parte del problema è che la miscelazione spesso genera molto gas e calore, che possono rompere o bruciare contenitori sigillati. Esiste anche il problema della decomposizione che si verifica spontaneamente durante l’uso normale e prima di qualsiasi miscelazione deliberata o involontaria di detergenti. Tale decomposizione può generare specie come l’acido ipocloroso (HOCl) che può alimentare ulteriori reazioni con altri prodotti per la pulizia.

La decomposizione della candeggina dipende dalle condizioni di conservazione e dall’uso; si decompone alla luce del sole, al riscaldamento, al contatto con i metalli, oltre a produrre piccole quantità di acido cloridrico:

NaOCl + H2O → NaOH + HOCl

2HOCl → 2HCl + O2

L’acido cloridrico può a sua volta reagire con l’ipoclorito per formare piccole quantità di cloro gas:

NaOCl + 2HCl → Cl2 + NaCl + H2O

E’ quindi evidente che se si mescola candeggina e acido muriatico si sviluppa cloro gassoso con le conseguenze descritte per tutto l’apparato respiratorio. Pertanto: mai mescolare questi prodotti.

Anche la miscelazione dell’ipoclorito con ammoniaca genera acido ipocloroso e quindi acido cloridrico. Questo reagirà quindi con più ipoclorito per rilasciare cloro gassoso, già pericoloso di per sé ma che può reagire ulteriormente con l’ammoniaca formando clorammine corrosive e tossiche (R2NCl). L’odore caratteristico delle piscine è il risultato dell’ipoclorito che reagisce con i composti azotati presenti nel sudore e nelle urine formando clorammine organiche volatili.

In ambiente domestico la reazione più probabile è:

NH3 + NaOCl → NH2Cl + NaOH

Se l’ammoniaca è particolarmente concentrata, ciò può portare alla formazione di idrazina (N2H4), i cui vapori tossici sono esplosivi all’aria e possono causare ustioni e lesioni oculari. Fortunatamente, questa reazione ha poche probabilità di verificarsi nell’ambiente casalingo perché richiede una concentrazione elevata di ammoniaca e un’alta temperatura (> 100 °C).

Se la candeggina viene miscelata con prodotti contenenti alcol etilico (C2H5OH) si corre il rischio di formare cloroformio (CHCl3), un potente anestetico. La reazione è molto complicata, ma può essere semplificata così:

C2H5OH + 4NaOCl + 2NaCl + H2O → 2CHCl3 + 6NaOH

La miscelazione di un acido con candeggina genera pure un forte agente ossidante, che reagirà ulteriormente con l’ipoclorito per formare una miscela gassosa contenente cloro

Si potrebbe supporre che mescolando una soluzione di idrossido di sodio (soda caustica) con acido cloridrico avvenga l’usuale reazione che produce sale e acqua. Ma in forma concentrata, la miscelazione rapida genera molto calore e fumi, che potrebbero contenere cloro o gas contenenti cloro a seconda dell’acido.

Quindi, cosa fare se si mescolano accidentalmente prodotti per la pulizia?

I primi segni potrebbero essere un sibilo, un gorgogliamento, la formazione di vapori o emanazione di calore. Se il volume della miscela è piccolo, il consiglio è di diluire immediatamente la miscela aggiungendo una quantità abbondante di acqua. Si dovrebbe anche assicurare una maggiore ventilazione se possibile oppure abbandonare il posto per evitare di respirare i vapori. Attendere quindi che i segni visibili di qualsiasi reazione scompaiano, indossare guanti e smaltire i rifiuti in un opportuno scarico. Se c’è qualche segno che la reazione è ancora in corso, aggiungere più acqua ma mai tentare di “neutralizzare” la miscela con altri prodotti chimici.

Tuttavia, se i prodotti per la pulizia reagiscono a volumi elevati e in luoghi di difficile accesso, ad esempio nelle profondità dei tubi del lavandino, i consigli potrebbero essere leggermente diversi. Il consiglio di base è di evacuare l’area e, se è sicuro farlo, aprire prima le finestre per ventilare.

In caso di inalazione di vapori, se i sintomi sono lievi si dovrebbero placare dopo pochi minuti all’aria aperta, per sintomi gravi, come quelli che ebbe la mia amica, va subito effettuata una chiamata di emergenza al pronto soccorso.

[1] Chemistry World è la rivista ufficiale della britannica Royal Society of Chemistry, un tempo nota come Chemistry in Britain.

Una nuova frontiera per i vaccini anti-COVID-19?

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 Rinaldo Cervellati

I laboratori biochimici di mezzo mondo stanno scommettendo che i primi vaccini per la COVID-19 potrebbero essere realizzati con virus geneticamente modificati. I virus ingegnerizzati, chiamati vettori adenovirali, sono progettati per trasportare nei nostri corpi un gene da SARS-CoV-2 (il coronavirus che causa la malattia), dove le nostre cellule lo riconosceranno producendo le proteine ​​di superficie (spike protein) del coronavirus.

Figura 1. (sopra) Sezione trasversale del virus SARS-CoV-2. (sotto) Struttura 3D della proteina di superficie.

Come per tutti i vaccini, l’idea è di indurre il nostro corpo a pensare che sia stato infettato. Le proteine ​​di superficie autoprodotte addestrerebbero i nostri corpi a rilevare l’infezione da SARS-CoV-2. La tecnica è nota da oltre 3 decenni, ma causa la pandemia da COVID-19 sta per essere messa alla prova per un vaccino.

Appena la sequenza genetica di SARS-CoV-2 è stata identificata e resa nota a gennaio, tre gruppi hanno iniziato a lavorare in modo indipendente sui vaccini vettoriali adenovirali per COVID-19: CanSino Biologics[1], l’Università di Oxford e Johnson & Johnson (J&J)[2]. Tutti e tre i gruppi annoverano veterani nello studio sui vaccini e i loro programmi anti-COVID-19 hanno attirato l’attenzione globale per la loro portata e velocità.

Molti scienziati ritengono che sarà necessario un vaccino per fermare la diffusione del coronavirus e porre fine alla pandemia, che finora ha causato centinaia di migliaia di vittime. Negli ultimi 4 mesi, oltre 100 gruppi hanno aderito alla corsa per sviluppare vaccini anti-COVID-19. I loro sforzi coprono una gamma di tecnologie, inclusi virus inattivi convenzionali e nuove tecnologie non provate come i vaccini RNA messaggero (mRNA).

Al contrario, i vaccini vettoriali adenovirali[3] hanno la particolarità di essere efficaci in primo luogo sugli umani.

La sperimentazione sull’uomo del vaccino vettoriale adenovirale della CanSino è iniziata in Cina nel marzo scorso. Nello stesso mese, il governo degli Stati Uniti ha stanziato oltre 500 milioni di dollari per supportare J&J al fine di preparare fino a un miliardo di dosi del suo vaccino, che dovrebbe iniziare i test clinici nel prossimo settembre. L’Università di Oxford, nel frattempo, sta adottando l’approccio più ambizioso: alla fine di aprile ha avviato una sperimentazione su 1.100 persone per dimostrare la sicurezza del suo vaccino cercando nel contempo prove del suo funzionamento. L’obiettivo è completare questo studio in appena un mese e quindi iniziare una fase III di sperimentazione su 5.000 persone in giugno. Se avesse successo, il programma di Oxford scavalcherebbe tutti gli altri vaccini anti-COVID-19 in fase di sviluppo.

“Hanno la cronologia più rapida di qualsiasi gruppo”, afferma Thomas G. Evans, direttore scientifico di Vaccitech, una società fondata nel 2016 per commercializzare la tecnologia vettoriale adenovirale di Oxford.

Thomas G. Evans

Ad aprile, Vaccitech[4] e la grande azienda farmaceutica AstraZeneca[5] hanno annunciato un accordo per sviluppare e commercializzare il vaccino. “È probabile che Oxford abbia i primi dati al mondo sull’efficacia di un vaccino anti-COVID-19, probabilmente già in agosto, il che significa che la distribuzione potrebbe iniziare in autunno”, sostiene Evans.

Alcuni scienziati affermano che i vaccini vettoriali adenovirali, e in particolare il vaccino di Oxford, potrebbe essere la migliore possibilità per tornare alla completa normalità.

“Da quello che ho potuto costatare, i vaccini vettoriali adenovirali sono probabilmente la piattaforma più promettente”, afferma Hildegund Ertl, che studia questi vaccini presso il Wistar Institute di Filadelfia.

Rispetto ad alcune delle più recenti tecnologie sperimentali – come il vaccino mRNA di Moderna[6], che è stata la prima a effettuare studi clinici sull’uomo negli Stati Uniti – i vettori adenovirali sono considerati un approccio più promettente. J&J definisce la sua piattaforma vettoriale adenovirale una tecnologia “comprovata”. Mentre i vettori adenovirali sono stati testati in più soggetti rispetto ai vaccini mRNA, la tecnologia è oggi utilizzata in un solo vaccino commerciale contro la rabbia, utilizzato per immunizzare gli animali selvatici. Finora, tuttavia, nessun vaccino vettoriale adenovirale ha dimostrato di poter prevenire questa malattia negli umani.

C’è un altro potenziale problema. Proprio come i corpi umani sviluppano risposte immunitarie alla maggior parte delle infezioni virali reali, i nostri corpi sviluppano anche l’immunità ai vettori adenovirali. Per esempio, dopo una seconda vaccinazione, il corpo umano potrebbe scatenare un attacco di anticorpi contro il vaccino stesso. E poiché i vettori adenovirali sono basati su virus naturali cui alcune persone potrebbero essere già state esposte, i vaccini potrebbero non funzionare per tutti.

Anche se vaccini basati su vettori adenovirali potrebbero prendere le luci della ribalta nella lotta alla pandemia da coronavirus, essi hanno un passato fallimentare in un altro campo, quello della terapia genica.

Quando gli scienziati iniziarono a costruire vettori adenovirali negli anni ’80, la maggior parte lavorò con un particolare tipo di adenovirus, chiamato Ad5, quello che provoca nell’uomo il comune raffreddore. I ricercatori eliminarono da Ad5 i geni necessari per replicarsi e li inserirono in linee cellulari geneticamente modificate. Ciò ha assicurato che i virus modificati potevano essere coltivati ​​solo in queste cellule speciali in laboratorio. Molti scienziati speravano di usare l’Ad5 per fornire un gene umano in grado di correggere rare mutazioni genetiche, un approccio chiamato appunto terapia genica. Questi sforzi si arrestarono nel 1999 quando un adolescente con una rara malattia genetica del fegato morì dopo trattamento con terapia genica basata su Ad5, progettata in un laboratorio dell’Università della Pennsylvania. La grande dose di virus modificati provocò al paziente un’infiammazione diffusa in tutto il corpo, mandando in tilt il suo sistema immunitario. In seguito a questo grave insuccesso, gli scienziati smisero per lo più di utilizzare i vettori adenovirali per la terapia genica, in cui la dose deve essere elevata per raggiungere tutte le cellule del corpo.

Tuttavia gli esperti di vaccini considerarono l’infiammazione indotta dall’adenovirus come una risorsa. Come ebbe a dire Luk Vandenberghe, un virologo della Harvard Medical School:  “una terapia genica fallita può fornire un buon vaccino”. Una vantaggio interessante è infatti che,  causa gli effetti infiammatori degli adenovirus, nei vaccini a base di questi non deve essere aggiunto nulla.  Al contrario, nei vaccini convenzionali devono essere aggiunti adiuvanti, cioè molecole che indirizzino il sistema immunitario sulla proteina virale, tramite un processo infiammatorio, talvolta anche con sintomi febbrili. Nel caso dei vettori antivirali, sono gli adenovirus stessi che guidano l’infiammazione, tenuta sotto controllo somministrando i vaccini a basse dosi.

E tutti i vaccini genetici – vaccini DNA, vaccini mRNA e vaccini vettoriali adenovirali – imitano un’infezione virale naturale costringendo i nostri corpi a produrre proteine ​​virali all’interno delle nostre cellule. Ciò stimola le cellule T[7] del nostro sistema immunitario ad attaccare queste cellule vaccinate e, nel processo, apprendono a cercare e distruggere le cellule infettate da un’eventuale futura infezione del virus reale.

I vaccini tradizionali, ottenuti da virus indeboliti o proteine ​​virali, stimolano le cellule B a produrre anticorpi contro il virus. Questi anticorpi si attaccano ai virus invasori e impediscono loro di entrare nelle nostre cellule.

Il problema è che una volta che il virus si infiltra nelle nostre cellule, gli anticorpi di un vaccino tradizionale sono inutili. È a quel punto che le cellule T devono entrare in azione. I vettori di adenovirus “sono i migliori di tutti i vaccini per indurre una risposta delle cellule T”, afferma H. Ertl del Wistar Institute[8].

Ecco il motivo per cui alcuni ricercatori di vaccini si rivolsero ai vettori adenovirali nei primi anni 2000 per affrontare malattie come l’AIDS, la malaria e la tubercolosi. Tuttavia un vaccino a base di Ad5 si rivelò inefficace contro il virus dell’HIV mettendo a rischio un sottogruppo di soggetti con preesistente immunità all’Ad5. La ricerca sugli adenovirus cessò per 5 anni. Nel 2009, il National Institute for Health, decise di procedere con una versione modificata della sperimentazione di un vaccino contro l’HIV, a condizione che i partecipanti non avessero l’immunità preesistente all’Ad5. I risultati dello studio su 2.500 persone mostrarono che il vaccino era sicuro, ma ancora non funzionava. Questo studio di caso frenò ancora l’entusiasmo per Ad5, senza però eliminarlo del tutto.

La società CanSino ha sviluppato un vaccino a base di Ad5 per l’Ebola durante l’epidemia del 2014 e uno studio di Fase II ha mostrato che il vaccino ha indotto una risposta anticorpale 4 settimane dopo il trattamento.

Nel 2017, la Cina ha approvato il vaccino, ma solo per l’uso di emergenza e lo stoccaggio nazionale. Ciò lo ha reso il primo, e ancora unico, vaccino vettoriale adenovirale approvato per gli umani, con ’ avvertimento che i livelli di anticorpi sono diminuiti drasticamente entro 6 mesi dalla vaccinazione. La maggior parte dei partecipanti aveva un’immunità preesistente all’Ad5, che secondo alcuni scienziati potrebbe aver ridotto la capacità del vaccino di indurre una risposta immunitaria più duratura.

L’esperienza Ebola dell’azienda le ha permesso di passare rapidamente a un vaccino anti-COVID-19 usando Ad5. Il 16 marzo CanSino è diventata la prima azienda a iniziare una sperimentazione clinica di questo vaccino. Lo studio sulla sicurezza di Fase I su 108 persone è stato completato, sebbene i risultati non siano ancora stati comunicati. È in corso uno studio di fase II su 500 persone.

Alcuni scienziati hanno messo in dubbio le possibilità di successo di CanSino, ma i veterani del settore affermano che l’immunità preesistente all’Ad5 può essere superata con una dose più elevata del vaccino, che richiederà un monitoraggio più rigoroso degli effetti collaterali.

Il già nominato Evans sottolinea che “I cinesi hanno una possibilità migliore in questo studio rispetto a chiunque altro perché hanno una grande esperienza, un enorme impianto di produzione, e il sostegno finanziario e di manodopera del governo cinese. Ignorando CanSino si commetterebbe un grosso errore”.

CanSino Biologics ha iniziato una sperimentazione clinica del suo vaccino COVID-19 basato su Ad5 il 16 marzo. Credit CanSino Biologics

Anche diverse aziende più piccole stanno sviluppando vaccini contro COVID-19 basati su Ad5. Uno di questi è ImmunityBio, che utilizza i vettori Ad5 con ulteriori modifiche geniche. L’amministratore delegato Patrick Soon-Shiong afferma che la modifica riduce drasticamente le risposte immunitarie tossiche del corpo al virus e consente persino di dosare il vettore più volte. L’azienda ha testato il vettore su circa 200 persone in diversi piccoli studi clinici.

Altre società, tra cui Altimmune, Stabilitech BioPharma e Vaxart, ritengono di poter eludere l’immunità preesistente ad Ad5 nel flusso sanguigno somministrando i loro vaccini come spray o pillole nasali anziché con iniezioni. Le formulazioni sperimentali potrebbero anche essere più facili da fabbricare, conservare, distribuire e utilizzare.

Alternative ad Ad5

Anche prima del fallimento sull’HIV, alcuni scienziati ritenevano che l’immunità preesistente all’Ad5 sarebbe stato un problema, quindi hanno cercato in natura gli adenovirus meno comuni cui sarebbero state esposte meno persone. La società di vaccini olandese Crucell Holland e Dan Barouch[9], presso il Beth Israel Deaconess Medical Center e la Harvard Medical School, hanno utilizzato uno dei virus naturali più promettenti, chiamato Ad26, per creare un nuovo vettore adenovirale.

J&J, che ha acquisito Crucell nel 2011, ha continuato a sviluppare più vaccini basati su Ad26 per virus come HIV, virus respiratorio sinciziale (RSV), virus Zika e virus Ebola.

Da allora J&J ha somministrato migliaia di dosi del suo vaccino sperimentale contro l’ebola a persone nella Repubblica Democratica del Congo e in Ruanda. Il vaccino è in fase di revisione da parte delle agenzie del farmaco in Europa, il che significa che potrebbe diventare il primo vaccino vettoriale adenovirale commerciale che ha mostrato di prevenire una malattia nell’uomo.

A gennaio, Barouch ha iniziato a lavorare con J&J su un vaccino anti-COVID-19 basato su Ad26. Sebbene J&J non avvierà studi del suo vaccino sull’uomo fino al prossimo autunno, ha un vantaggio nella capacità di produzione. Oltre ai propri impianti di produzione, ha reclutato Emergent BioSolutions e Catalent[10] per contribuire a produrre fino a 1 miliardo di dosi del vaccino.

Ma il vaccino di J&J ha potenziali svantaggi. I vaccini contro Ebola, HIV e RSV dell’azienda utilizzano tutti un vaccino a base di Ad26 più un richiamo a un altro vaccino. Questa combinazione rende difficile fare confronti con il vaccino anti-COVID-19, che utilizza solo Ad26. E Barouch ha scoperto che circa la metà degli adulti in alcuni paesi dell’Africa sub-sahariana e del Sud-est asiatico hanno un’immunità preesistente all’Ad26, il che significa che il vaccino potrebbe non funzionare bene per queste persone.

Alcuni laboratori hanno cercato di evitare del tutto il problema dell’immunità preesistente usando adenovirus che normalmente non infettano l’uomo ma infettano i nostri parenti più stretti, le scimmie. All’inizio degli anni 2000, James M. Wilson[11] e il suo gruppo della Pennsylvania State University iniziarono a cercare adenovirus di scimpanzé, che i ricercatori isolarono dalle feci dell’animale. Poco dopo Wilson iniziò la collaborazione con Ertl, del Wistar Institute (v. nota 8), per studiare gli adenovirus di scimpanzé come nuovo vettore adenovirale.

Anche Stefano Colloca, già ricercatore della Merck a Roma, co-fondatore dell’impresa italiana Okairos, che ha sconfitto l’ebola sui macachi, si concentrò sullo sviluppo di vettori adenovirali di scimpanzé che assomigliavano molto all’Ad5 umano, instaurando una collaborazione con il Jenner Institute di Oxford. Il gruppo di Oxford ha utilizzato uno dei vettori derivati ​​dallo scimpanzé di Okairos per sviluppare un vaccino contro la malaria, che è diventato il primo vettore derivato da scimpanzé a essere testato sull’uomo.

Nel 2012, il gruppo di Oxford ha sviluppato il vettore chiamato ChAdOx1, basato su un adenovirus scoperto proprio nelle feci di scimpanzé. Nel 2016, il team di Oxford insieme all’affiliata compagnia Vaccitech (v. nota 4) ha sviluppato vaccini sperimentali per una serie di malattie, tra cui AIDS, malaria, tubercolosi e la sindrome respiratoria del medio oriente, causata dal coronavirus MERS-CoV[12].

Nel 2018 è stato condotto un piccolo studio sulla sicurezza del vaccino MERS. I risultati, pubblicati ad aprile, hanno mostrato che la maggior parte delle 24 persone coinvolte nello studio di caso avevano ancora cellule T che colpivano il virus MERS 12 mesi dopo una singola iniezione del vaccino. Avevano anche livelli elevati di anticorpi un anno dopo. Ma solo circa la metà delle persone che hanno ricevuto la dose più alta del vaccino aveva anticorpi che hanno neutralizzato il virus MERS negli esperimenti di laboratorio.

Il lavoro sul MERS ha permesso al gruppo di Oxford di muoversi rapidamente per un vaccino anti-COVID-19, che essenzialmente scambia le istruzioni genetiche per la proteina di superficie del virus SARS-CoV-2. Per migliorare il processo di produzione del suo vaccino, Oxford ha richiesto l’aiuto di MilliporeSigma, che fornirà attrezzature a più produttori a contratto che potrebbero sviluppare collettivamente decine di milioni di dosi del vaccino.

Ricercatori dell’Università di Oxford e di MilliporeSigma al lavoro per migliorare il vaccino vettoriale adenovirale di scimpanzé per COVID-19. Credit Millipore Sigma

Nel luglio 2019, Okairos, trasformatasi in una società chiamata ReiThera[13], di cui Stefano Colloca[14] è responsabile dello sviluppo tecnologico, ha in programma di avviare una sperimentazione clinica del proprio vaccino anti-COVID-19, basato su un adenovirus scoperto nelle feci di gorilla.

Stefano Colloca

Il più grande svantaggio dei vaccini vettoriali adenovirali da grandi scimmie potrebbe essere la loro mancanza di test precedenti sull’uomo. Prima della pandemia da coronavirus, il vettore ChAdOx1 di Oxford era stato somministrato solo a circa 320 persone e il nuovo vettore derivato da gorilla di ReiThera non era mai stato testato sull’uomo.

Sebbene l’immunità preesistente possa limitare l’efficacia dei vaccini basati su Ad5 e Ad26, almeno i genetisti hanno un’idea migliore sulla sicurezza dei loro vettori.

Tuttavia, mentre la maggior parte degli studiosi sul vaccino concorda sul fatto che i vaccini vettoriali adenovirali sono molto efficaci per stimolare l’immunità delle cellule T, non sono d’accordo su quanto sarà importante per prevenire la COVID-19. La maggior parte della ricerca si è concentrata sulla risposta anticorpale del sistema immunitario al virus. I vaccini vettoriali adenovirali possono indurre risposte anticorpali, ma di solito non sono così efficaci come quelli provocati da vaccini più tradizionali.

Gli scienziati seguiranno da vicino gli studi sui vaccini vettoriali adenovirali nei prossimi mesi per vedere come si confrontano con i vaccini mRNA e DNA per la COVID-19. Se i risultati preliminari saranno promettenti e tutto procederà alla perfezione, un numero limitato di vaccini potrebbe essere disponibile per gruppi selezionati – come gli operatori sanitari – già in autunno. Molte aziende sperano che un numero maggiore di vaccini sarà disponibile per tutto il 2021.

*Adattato e ampliato da: Ryan Cross, Adenoviral vectors are the new COVID-19 vaccine front-runners. Can they overcome their checkered past?, C&EN news, May 12, 2020

[1] CanSino Biologics Inc. (Tianjin, Cina) è una società biofarmaceutica innovativa dedicata all’esplorazione delle migliori soluzioni per la prevenzione delle malattie attraverso la ricerca e lo sviluppo all’avanguardia, la produzione avanzata e la commercializzazione di prodotti vaccinali innovativi per uso umano in tutto il mondo.

[2] Johnson & Johnson è una multinazionale americana fondata nel 1886 che sviluppa farmaci, dispositivi medici, prodotti per automedicazione e igiene personale. Molto nota per i suoi prodotti destinati all’igiene della prima infanzia.

[3] I vettori virali sono supramolecole comunemente usate dai biologi molecolari per trasportare materiale genetico nelle cellule. Questo processo può essere eseguito in coltura cellulare (in vitro) o all’interno di un organismo vivente (in vivo).  Gli adenovirus (Adenoviridi) sono una famiglia di virus di dimensioni medie il cui genoma è costituito da DNA lineare a doppio filamento, e i cui membri presentano simmetria icosaedrica e sono privi di rivestimento lipidico (analogamente al SARS-CoV-2).

[4] Vaccitech è un’azienda commerciale spin-out sviluppata dal Jenner Institute dell’Università di Oxford, uno dei più prestigiosi centri di ricerca al mondo sui vaccini.

[5] AstraZeneca è un’azienda globale biofarmaceutica britannica operante nella ricerca scientifica, nello sviluppo e nella commercializzazione di farmaci con obbligo di prescrizione medica per patologie cardiovascolari, metaboliche, respiratorie, infiammatorie, autoimmuni, oncologiche, infezioni e disturbi del sistema nervoso centrale.

[6] Moderna Inc. è una società di biotecnologia con sede a Cambridge (Massachusetts, USA) specializzata nella scoperta e nello sviluppo di farmaci basati sull’RNA messaggero

[7] Le cellule T sono un tipo di linfociti, che si sviluppano nella ghiandola del timo (da cui il nome) e svolgono un ruolo centrale nella risposta immunitaria. Sono distinti dagli altri linfociti, quali i linfociti B, per la presenza di uno specifico recettore presente sulla loro superficie chiamato recettore delle cellule T (T cell receptor, TCR).

[8] Il Wistar Institute è un istituto di ricerca indipendente senza scopo di lucro nella scienza biomedica, con una competenza specifica in oncologia, immunologia, malattie infettive e ricerca sui vaccini. Situato nell’University City di Filadelfia.

[9] Dan Barouch è un medico, immunologo e virologo americano. È noto per il suo lavoro sulla patogenesi e l’immunologia delle infezioni virali e lo sviluppo di strategie vaccinali per le malattie infettive globali.

[10] Entrambe multinazionali per la produzione e la distribuzione di prodotti farmaceutici.

[11] James M. Wilson, professore di Medicina alla Penn Stat University è ricercatore biomedico con esperienza nella terapia genica.

[12] La sindrome respiratoria mediorientale (dall’inglese Middle East Respiratory Syndrome) è una patologia causata dal coronavirus MERS-CoV.

[13] ReiThera è un consorzio europeo costituito con la tedesca Leukocare di Monaco e Univercells di Bruxelles, dedicato allo sviluppo e alla produzione di prodotti biofarmaceutici basati su tecnologie geniche per terapie avanzate, al fine di prevenire e curare diverse malattie gravi o potenzialmente letali.

[14] Stefano Colloca ha decenni di esperienza nella ricerca e sviluppo dei virus genetici, con pubblicazioni su Nature Medicine ed England Journal of Medicine, e inventore, in collaborazione con il National Institute of Health americano, del brevetto del vaccino contro Ebola, quando l’azienda si chiamava Okairos.

Elementi della tavola periodica. Boro, B.

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Rinaldo Cervellati

Il boro (ingl. Boron), simbolo B, è l’elemento n. 5 della tavola periodica, primo del 13° Gruppo. La sua abbondanza nella crosta terrestre è valutata in 10 ppm. Non si trova libero in natura, è contenuto in particolare nel minerale borace e nei soffioni boraciferi[1], famosi quelli di Lardarello, in Toscana.

Figura 1. Varietà di borace (alto), soffione boracifero a Sasso Pisano (basso)

Il minerale borace fu usato in Cina per la fabbricazione degli smalti dal 300 d.C., e alcuni campioni grezzi di borace raggiunsero l’Occidente, dove l’alchimista persiano-arabo Jābir ibn Hayyān lo menzionò attorno al 700 d.C. Marco Polo riportò alcuni smalti in Italia nel 13° secolo. Agricola[2], nel XVI secolo, riporta l’uso del borace come fondente nella metallurgia. Nel 1777 l’acido borico fu riconosciuto nelle sorgenti calde (soffioni) e divenne noto come sal sedativum, con usi principalmente medici. Il minerale sassolite, meno comune del borace, si trova a Sasso Pisano.

Figura 2. Sassolite

La sassolite fu la principale fonte di acido borico in Europa dal 1827 al 1872, quando fonti americane la sostituirono. I composti di boro sono stati usati relativamente poco fino alla fine del 1800, quando la società Pacific Borax Company li rese popolari, producendoli in quantità a basso costo.

Il boro non è stato riconosciuto come elemento fino a quando non fu isolato da Sir Humphry Davy[3], Joseph Louis Gay-Lussac[4] e Louis Jacques Thénard[5]. Nel 1808 Davy osservò che la corrente elettrica inviata attraverso una soluzione di borati produceva un precipitato marrone su uno degli elettrodi. Nei suoi successivi esperimenti, usò il potassio per ridurre l’acido borico invece dell’elettrolisi. Produsse abbastanza boro da confermare il nuovo elemento che chiamò boracio.  Gay-Lussac e Thénard usarono il ferro per ridurre l’acido borico ad alta temperatura. Ossidando il boro con aria, dimostrarono che l’acido borico è un prodotto di ossidazione del boro. Il famoso chimico Jöns Jacob Berzelius identificò il boro come elemento nel 1824.

Proprietà fisiche

Il boro elementare è un non-metallo che si trova in piccole quantità nei meteoriti. Industrialmente il boro purissimo viene prodotto con difficoltà a causa della contaminazione da carbonio o altri elementi. Esistono due principali allotropi di boro: il boro amorfo è una polvere marrone; il boro cristallino è argenteo virante al nero, estremamente duro (circa 9,5 sulla scala di Mohs) e cattivo conduttore elettrico a temperatura ambiente.

Figura 3. Boro elementare: amorfo (alto), cristallino (basso)

L’uso principale del boro elementare è in filamenti, con applicazioni simili alle fibre di carbonio in alcuni materiali ad alta resistenza.

Il boro infatti è simile al carbonio nella capacità di formare reti molecolari con legami covalenti. Anche il boro amorfo (nominalmente disordinato) contiene minuscoli cristalli icosaedrici che, tuttavia, sono legati casualmente tra loro senza un ordine regolare.

Il boro cristallino ha un punto di fusione superiore a 2000 ° C. Possiede diverse forme polimorfe: α- e β-romboedrica, γ- e β-tetragonale. La compressione del boro sopra 160 GPa produce una fase del boro con una struttura ancora sconosciuta, superconduttrice a temperature molto basse, 6–12 K. Nel 2014 sono state descritte le molecole di borosfene (B40, simile al fullerene) e borofene (con struttura simile a quella del grafene).

Figura 4. Struttura del borofene

Proprietà chimiche

Il boro elementare è poco studiato perché è estremamente difficile da preparare al giusto stato di purezza. La maggior parte degli studi sul boro elementare utilizza campioni che contengono piccole quantità di carbonio. Il comportamento chimico ricorda quello del silicio più dell’alluminio, che è l’elemento successivo del 13° Gruppo. Il boro cristallino è chimicamente inerte e resistente all’attacco di acido fluoridrico o cloridrico anche bollenti. Se diviso finemente, viene attaccato lentamente dall’acqua ossigenata concentrata calda, dall’acido nitrico concentrato caldo, dall’acido solforico caldo.

Il boro non reagisce con l’aria a temperatura ambiente, ma a temperature più elevate brucia per formare triossido di boro, B2O3. Il tasso di ossidazione dipende dalla cristallinità, dalla dimensione delle particelle, dalla purezza e dalla temperatura.

Nei composti più usuali, il boro ha stato di ossidazione III. Questi composti includono ossidi, solfuri, nitruri e alogenuri.

I trialogenuri hanno struttura trigonale planare. Questi composti sono acidi di Lewis poiché formano facilmente addotti con donatori di coppie di elettroni, chiamate basi di Lewis. Ad esempio, lo ione fluoruro (F) e il trifluoruro di boro (BF3) si combinano per dare l’anione tetrafluoroborato, BF4. Gli alogenuri reagiscono con l’acqua per formare acido borico, H3BO3.

Più di cento minerali di boro contengono l’elemento nello stato di ossidazione +3. Questi minerali assomigliano in qualche modo ai silicati, sebbene l’atomo di boro si trovi non solo nella configurazione tetraedrica con quelli dell’ossigeno, ma anche in quella trigonale planare. A differenza dei silicati, i minerali di boro non contengono mai il boro con un numero di coordinazione maggiore di quattro. Un esempio tipico è dato dagli anioni tetraborato nel comune minerale borace (figura 5).

Figura 5. Struttura dell’anione tetraborato (atomi di boro in rosa, di ossigeno in rosso)

La carica negativa formale del boro nel borace tetraedrico è bilanciata da cationi metallici, come il sodio (Na+).

Con l’idrogeno forma composti chiamati borani, con formula generica BxHy, che non esistono in natura. Molti borani si ossidano facilmente a contatto con l’aria, alcuni in modo violento. Il capostipite, chiamato borano, ha formula BH3, ma si forma solo allo stato gassoso, dimerizzando per formare diborano, B2H6. I borani superiori sono tutti costituiti da ammassi poliedrici, alcuni dei quali esistono come isomeri.

I composti del boro con l’azoto, chiamati nitruri di boro, sono notevoli per la varietà di strutture che esibiscono, analoghe a quelle degli allotropi del carbonio, come grafite, diamante e nanotubi. La struttura a forma di diamante, chiamata nitruro di boro cubico (nome commerciale Borazon) è utilizzato come abrasivo poiché ha una durezza paragonabile al diamante (le due sostanze sono in grado di produrre graffi l’una sull’altra).

Sono noti numerosi composti organoboranici, in gran parte utilizzati nella sintesi organica. Molti sono prodotti a partire dal diborano, B2H6. Questi composti hanno generalmente geometria tetraedrica o trigonale planare, ne sono esempi il tetrafenilborato, B(C6H5)4 e il trifenilborano, B(C6H5)3. Tuttavia, più atomi di boro che reagiscono tra loro hanno la tendenza a formare nuove strutture dodecaedriche e icosaedriche composte completamente di atomi di boro, o con un numero variabile di eteroatomi di carbonio.

Un composto importante è il carburo di boro, formalmente B4C, un prodotto ceramico molto duro a struttura complessa con proprietà semiconduttrici.

Figura 6. Struttura complessa del carburo di boro

Il boro ha due isotopi naturali stabili, 11B (80,1%) e 10B (19,9%). Esistono 13 isotopi artificiali di boro.

L’isotopo stabile 10B ha un’elevata sezione di cattura neutronica e viene quindi usato nei reattori nucleari. L’industria nucleare arricchisce il boro naturale a quasi 10B puro. Il sottoprodotto meno prezioso, il boro impoverito, è quasi tutto 11B.

Produzione

Le fonti economicamente importanti di boro sono le varietà di borace colemanite (borato idrato di calcio), kernite, tincal (due varietà di borato idrato di sodio) e ulexite (borato idrato di sodio e calcio). Insieme costituiscono il 90% del minerale estratto contenente boro. I maggiori depositi mondiali di borace conosciuti, molti ancora non sfruttati, si trovano nella Turchia centrale e occidentale. Le riserve globali accertate per l’estrazione mineraria superano il miliardo di tonnellate, contro una produzione annua di circa quattro milioni di tonnellate.

La Turchia e gli Stati Uniti sono i maggiori produttori di boro. La Turchia produce circa la metà della domanda annuale globale, tramite Eti Maden İşletmeleri, una società di estrazione mineraria e chimica di proprietà statale turca focalizzata sui prodotti al boro. Nel 2012 deteneva una quota del 47% della produzione globale di minerali di boro, davanti al suo principale concorrente, il gruppo Rio Tinto (dal nome della miniera situata vicino alla città chiamata Boron, in California) che detiene quasi un quarto (23%) della produzione globale di boro.

Applicazioni

La maggior parte del minerale estratto è destinata al raffinamento in acido borico e sodio tetraborato pentaidrato. Quest’ultimo è utilizzato per la produzione di vetro e ceramica. Il principale uso su scala industriale globale dei composti di boro è nella produzione di fibre di vetro per isolanti. Il boro è aggiunto al vetro sotto forma di tetraborato o ossido di boro, per influenzare la resistenza delle fibre di vetro. Un altro 10% della produzione globale di boro è per il vetro al borosilicato utilizzato nella vetreria ad alta resistenza. Circa il 15% del boro globale è utilizzato nella ceramica al boro, compresi i materiali super duri. L’agricoltura consuma l’11% della produzione mondiale e circa il 6% è utilizzato nell’industria di sbiancanti e detergenti.

Le fibre di boro (filamenti di boro) sono materiali leggeri e ad alta resistenza che vengono utilizzati principalmente in strutture aerospaziali, nonché per attrezzi sportivi di produzione limitata come mazze da golf e canne da pesca. Le fibre sono prodotte mediante deposizione chimica di vapori di boro su filamenti di tungsteno.

La vetroresina è un polimero rinforzato con fibre di plastica e di vetro. Tutti i manufatti in vetroresina contengono silice o silicati, con quantità variabili di ossidi di calcio, magnesio e talvolta boro. Il boro è presente come borosilicato, borace o ossido di boro e viene aggiunto per aumentare la resistenza del vetro o come agente per ridurre la temperatura di fusione della silice.

Il vetro al borosilicato, composto in generale da 12-15% B2O3, 80% SiO2 e 2% Al2O3, ha un basso coefficiente di espansione termica, e viene utilizzato nella produzione di vetreria scientifica. I marchi Duran di Schott AG e Pyrex di Owens-Corning sono i due principali marchi di questo vetro, utilizzato anche per pentole e oggetti da forno, principalmente per l’alta resistenza agli shock termici.

In metallurgia, il boro è aggiunto agli acciai a livello di alcune parti per milione per aumentare la temprabilità.

Il borace raffinato è utilizzato in vari prodotti per la pulizia della biancheria e della casa. Il perborato di sodio funge da fonte di ossigeno attivo in molti detergenti per bucato e prodotti per la pulizia.

Il boro è un drogante utile per semiconduttori come silicio, germanio e carburo di silicio. Il metodo tradizionale per introdurre il boro nei semiconduttori è attraverso la sua diffusione atomica ad alte temperature.

Il boro è un componente dei magneti al neodimio, che sono tra i più potenti tipi di magneti permanenti. Questi magneti si trovano in una varietà di dispositivi elettromeccanici ed elettronici, come i sistemi di imaging medica a risonanza magnetica.  Anche i lettori di HDD (hard disk), CD (compact disc) e DVD (digital versatile disk) per computer utilizzano magneti al neodimio per fornire un’intensa potenza rotante in un contenitore straordinariamente compatto. Nei telefoni cellulari i magneti “Neo” forniscono il campo magnetico che consente a piccoli altoparlanti di fornire una potenza audio apprezzabile.

L’acido borico ha proprietà antisettiche, antimicotiche e antivirali e per questi motivi viene usato come depuratore nel trattamento delle acque nelle piscine.  Soluzioni di acido borico a bassa concentrazione sono state usate come antisettici oculari.

Ruolo biologico

Il boro è un nutriente essenziale per le piante, necessario principalmente per mantenere l’integrità delle pareti cellulari. Tuttavia elevate concentrazioni, superiori a 1,0 ppm nel suolo, comportano necrosi marginale e delle punte delle foglie e diminuzione complessiva di crescita. Quasi tutte le piante, anche quelle più tolleranti al boro, mostrano alcuni sintomi di tossicità quando il contenuto di boro nel suolo è superiore a 1,8 ppm. Quando questo contenuto supera 2,0 ppm, alcune piante potrebbero non sopravvivere.

Si pensa che il boro abbia diversi ruoli essenziali negli animali, compreso l’uomo, ma l’esatto ruolo fisiologico è ancora poco compreso. Uno studio sull’uomo pubblicato nel 1987 riferiva di donne in postmenopausa inizialmente carenti di boro e poi trattate con 3 mg/die. L’integrazione ha ridotto notevolmente l’escrezione urinaria di calcio ed elevato le concentrazioni di 17 beta-estradiolo e testosterone nel siero.

L’Institute of Medicine degli USA non ha confermato che il boro sia un nutriente essenziale per l’uomo, quindi non è stata stabilita né una dose giornaliera raccomandata (RDA) né un’assunzione adeguata. L’assunzione nella dieta degli adulti è stimata tra 0,9 e 1,4 mg/die, con circa il 90% assorbito. Ciò che è assorbito viene escreto principalmente nelle urine. Il livello di assunzione superiore tollerabile per gli adulti è di 20 mg/die.

Esistono diversi noti antibiotici naturali contenenti boro. Il primo trovato fu la boromicina, isolata dagli streptomyces.

La distrofia endoteliale congenita di tipo 2, una rara forma di distrofia corneale, è collegata alle mutazioni del gene SLC4A11 che codifica un trasportatore che regola la concentrazione intracellulare di boro.

Riciclaggio

In rete si possono trovare vari studi su processi efficienti per il recupero del boro e composti da materiali di scarto o obsoleti. Per esempio Hong-Yo Shim e collaboratori hanno recentemente proposto un processo per recuperare il boro dalle sostanze chimiche contenute nel sistema di accensione di vecchi motori a propulsione [1]. Il sistema è composto da ossidanti, composti di boro e leganti. Per estrarre i composti del boro sono stati impiegati un solvente organico e/o trattamenti acquosi, seguiti da un processo di sinterizzazione. I risultati hanno mostrato che complessivamente, è stato raggiunto un recupero di boro del 79,7%. Il livello di purezza del boro recuperato è stato del 94%, sufficiente per soddisfare le specifiche richieste dai sistemi di accensione dei motori a propulsione.

Particolare attenzione è stata posta al recupero degli scarti delle miniere per il riutilizzo dei composti di boro nell’industria della ceramica, specialmente in Turchia, il maggior produttore dell’elemento e composti. Haluk Celik ha studiato un possibile riutilizzo dei rifiuti di borace (BW, Boron Waste) dell’unità di dissoluzione della miniera di Kirka,Turchia [2].  Questi BW sono stati impiegati in diverse quantità come sostituzione parziale del marmo al fine di ottenere una composizione ottimale del rivestimento ceramico. Sono state preparate una serie di formulazioni di piastrelle con il 2, 4, 6 e 9% in peso di incorporo del rifiuto boraceo opportunamente pressato. I risultati complessivi hanno indicato una prospettiva di utilizzo dei BW come materia prima fino al 4% in peso per la produzione del rivestimento ceramico.

Un altro composto del boro, il carburo di boro, ha visto un crescente consumo come abrasivo. Di conseguenza sono prodotte grandi quantità di rifiuti di carburo di boro, che possono e devono essere recuperati e riutilizzati. Shuaibo Gao e collaboratori hanno sviluppato un processo economico e rispettoso dell’ambiente per riutilizzare questi rifiuti nell’industria ceramica [3]. Il processo consiste nell’aggiunta di una certa quantità di polvere di alluminio agli scarti per sinterizzare una ceramica composita B4C/Al. Dopo ottimizzazione con idrossipropilmetilcellulosa allo 0,4%, il prodotto sinterizzato ha mostrato prestazioni soddisfacenti: buona porosità densità e resistenza alla compressione e alla flessione.

Una dettagliata review sul riciclaggio del boro e composti è stata recentemente pubblicata da Hakan Caglar e Oguzhan Y. Bayraktar [4].

Ciclo biogeochimico

Un primo studio sul ciclo biogeochimico globale del boro fu pubblicato da Haewon Park e William H. Schlesinger nel 2002. Successivamente, nel 2016, lo stesso Schlesinger, insieme a Avner Vengosh, della Duke University (USA), hanno revisionato la ricerca in base a dati più recenti [5].

In questo lavoro rivisto e aggiornato del ciclo biogeochimico del boro sulla superficie terrestre, i flussi più grandi sono associati all’iniezione di aerosol di sale marino nell’atmosfera (1,44 Tg B/ anno), alla produzione e combustione di combustibili fossili (1,2 Tg B/anno), alla deposizione atmosferica (3,48 Tg B/a), all’estrazione di minerali di boro (1,1 Tg B/a) e al trasporto di materia disciolta e sospesa nei fiumi (0,80 Tg B/anno). Le nuove stime mostrano che la mobilità antropogenica di boro dalla crosta continentale supera i processi naturali, determinando flussi sostanziali verso l’oceano e l’idrosfera. La componente antropogenica contribuisce all’81% del flusso nei fiumi.

In figura 7 è riportato lo schema del ciclo biogeochimico tratto dal rif. [5].

Figura 7. Il ciclo globale del boro. Sono enfatizzati i flussi principali, omettendo quelli biologici negli ecosistemi terrestri e marini. I valori di flusso sono in Tg B/anno (= 1012 gB/anno)

I due scienziati concludono che l’aumento della CO2 atmosferica dall’ultimo periodo glaciale (~ 200 ppm) al tempo preindustriale moderno (280 ppm) è associato con una diminuzione dell’isotopo11B dal 21,3‰ al 20,7‰. Di conseguenza, essi prevedono che i futuri cambiamenti climatici e l’acidificazione degli oceani modificheranno la distribuzione delle specie di boro nell’oceano facendo diminuire il 11B dai carbonati coprecipitati in condizioni di pH inferiore.

Opere consultate

CRC, Handbook of Chemistry and Physics, 85th, 4-6

https://en.wikipedia.org/wiki/Boron

Bibliografia

[1] Yong-Ho Shim et al., Boron Recycling from Obsolete Propulsion Engine., Waste Biomass Valor2019, doi.org/10.1007/s12649-019-00918-0

[2] H. Celik, Recycling of Boron Waste to Develop Ceramic Wall Tile in Turkey., Transactions of the Indian Ceramic Society, 2015, 74, 108-116.

[3] S. Gao e al., An economic and environment friendly way of recycling boroncarbide waste to prepare B4C/Al composite ceramic., International Journal of Applied Ceramic Technology, 2018, DOI: 10.1111/ijac.13129

[4] H. Caglar, O. Y. Bayraktar, Reuse of Concrete and Boron Waste from Recycling Point of View: Literature Review., International Journal of Scientific and Technological Research, 2018, 4, 103-108.

[5] W.H. Schlesinger, A. Vengosh, Global boron cycle in the Anthropocene., Global Biogeochemical Cycles, 2016, 30, 219-230. DOI: 10.1002/2015GB005266

[1] I soffioni boraciferi sono emissioni violente e continue di vapore acqueo, acido borico e ammoniaca ad alta pressione e temperatura, che fuoriescono da spaccature del suolo o perforazioni artificiali. Sono strutture legate al vulcanismo secondario che si sviluppano durante la fase di stasi tra un’eruzione e la successiva oppure durante le ultime fasi di vita del vulcano.

[2] Georg Bauer, latinizzato Agricola (1494 – 1555). Filologo, medico e metallurgista tedesco, studiò a Bologna e Padova, si dedicò allo studio dei minerali e della loro utilizzazione. È considerato il fondatore della moderna metallurgia. Fra le sue numerose opere, scritte in latino, il De re metallica, dove tratta diffusamente della metallurgia.

[3] Sir Humphry Davy (1778 – 1829) è stato un chimico e inventore della Cornovaglia, ricordato per aver isolato, usando l’elettricità, una serie di elementi: potassio e sodio nel 1807, calcio, stronzio, bario, magnesio e boro l’anno successivo, oltre ad aver scoperto la natura elementare di cloro e iodio.

[4] Joseph Louis Gay-Lussac (1778-9 – 1850) chimico e fisico francese. È noto soprattutto per la sua scoperta che l’acqua è composta da due parti di idrogeno e una parte di ossigeno, per due leggi relative ai gas e per il suo lavoro sulle miscele di acqua e alcol, che ha portato alla scala Gay- Lussac per la misura del grado alcolico.

[5] Louis Jacques Thénard (1777 – 1857) è stato un chimico francese. Collaboratore di Louis Joseph Gay-Lussac, scoprì l’acqua ossigenata (H2O2) nel 1818, il boro e fornì una prima classificazione degli elementi metallici.

Complessi di attinidi per il trattamento e smaltimento di scorie nucleari?

In evidenza

Rinaldo Cervellati.

Come noto, l’Italia interruppe l’utilizzo dell’energia nucleare per la trasformazione in energia elettrica con il referendum del 1987, ribadito nel 2011, dopo un dibattito sull’eventuale reintroduzione di impianti elettronucleari [1].

Tuttavia la “corsa al nucleare” non si è mai fermata in altre nazioni come riportato in una indagine del 2011, secondo la quale le centrali nucleari attive nel pianeta sono 442, di cui 148 in Europa [2].

La stessa indagine ci informa che il primato mondiale per numero di reattori nucleari in funzione spetta agli Stati Uniti con 104, seguiti da Francia (58), Giappone (54) e Federazione Russa (32). A distanza si trovano Corea (21), India (20), Gran Bretagna (19), Canada (18), Germania (17), Ucraina (15), Cina (13), Svezia (10). Al di sotto si trovano: Spagna (9), Belgio (7), Repubblica Ceca e Taiwan (6 ciascuno) e Svizzera (5). Chiudono l’elenco Finlandia, Ungheria e Slovacchia (4 reattori ciascuno), Argentina, Brasile, Bulgaria, Messico, Pakistan, Romania e Sudafrica (2). Ai reattori già attivi ne vanno aggiunti 65 in fase di costruzione. La terza generazione è al nastro di partenza in Europa, con una centrale in Finlandia e una in Francia, e inoltre in Cina, Giappone e Corea.

Preoccupante è il dato che i reattori attivi hanno un’età media compresa fra 24 e 31 anni. Dei 442 attivi, 33 stanno funzionando da 27 anni e 32 da 26 [2].

Accanto ai problemi sulla sicurezza degli impianti, non solo quella intrinseca, ma anche quella estrinseca, per esempio terremoti o altri estremi eventi atmosferici, c’è l’altrettanto grave problema del trattamento del combustibile nucleare esausto, le tristemente note “scorie nucleari”.

A questo proposito, Sam Lemonik, sul numero del 9 aprile scorso (aggiornato il 14) di Chemistry & Engineering news, riporta la notizia che i legami chimici in alcuni complessi degli elementi del gruppo degli attinidi[1] potrebbero migliorare la gestione delle scorie nucleari (New bonds predicted in actinide complexes – Phi and delta orbital interactions could improve nuclear waste management., C&EN news, 98, 14).

Una delle maggiori sfide nella gestione delle scorie nucleari consiste nella separazione degli elementi pesanti che si formano durante la reazione di fissione.

La scienziata e chimico teorico Ping Yang[2], insieme ai suoi colleghi del Los Alamos National Laboratory, hanno stabilito che i legami delta e phi nei metallocicli degli attinidi possono modificare la forza dei legami metallo-ligando in un modo che potrebbe consentire ai chimici di separare gli elementi attinidi da altri metalli pesanti [3].

Ping Yang

I legami delta e phi sono legami covalenti che coinvolgono rispettivamente quattro e sei lobi orbitali[3]. È noto che si verificano tra metalli e ligandi, ma tutti gli esempi precedenti sembravano molto diversi. Questi coinvolgono entrambi i lobi degli orbitali p del ligando sovrapponendosi alla forma a ventaglio degli orbitali f del metallo, oppure si sovrappongono da un lobo all’altro.

Negli ultimi anni, altri ricercatori hanno sintetizzato complessi  metallociclici di torio e uranio che collocano gli atomi di metallo e ligando sullo stesso piano, consentendo alle estremità degli orbitali del metallo di incontrare i lati degli orbitali del ligando (end to side), oppure per gli orbitali atomici f e p di incontrarsi fianco a fianco (side to side), in accordo con i calcoli del gruppo di Yang.

Per comprendere l’effetto di questo nuovo tipo di legame sulle proprietà di tali composti, Yang e collaboratori hanno simulato gli stessi complessi metallociclici con gli elementi attinidi protattinio, nettunio e uranio (figura 1).

Figura 1. I metallocicli consentono interazioni orbitali delta e phi end-to-side (sinistra) e side-to-side (destra) Credit: Morgan Kelley and Ivan Popov

Poiché i raggi atomici degli attinidi diventano più piccoli spostandosi da sinistra a destra attraverso il gruppo(v. nota 1), le lunghezze dei legami metallo-ligando nei complessi degli attinidi diminuiscono in genere con l’aumentare del numero atomico. Ma i ricercatori hanno scoperto che queste nuove interazioni delta e phi invertono questa tendenza. Ad esempio, in un complesso ciclopropenico, la distanza tra il protattinio e l’atomo di carbonio più vicino è 2,26 Å, ma sostituendo il plutonio la distanza aumenta a 2,34 Å.

Yang spiega che i legami più o meno lunghi indicano interazioni metallo-ligando più forti o più deboli nei diversi complessi. Ritiene che la messa a punto di questi nuovi legami delta e phi potrebbe aiutare i chimici a legare preferenzialmente determinati elementi, obiettivo che lei e il suo gruppo perseguono da molto tempo in vista di gestire la separazione dei metalli nelle scorie nucleari. Sottolinea inoltre che, poiché i legami phi e delta sembrano essere possibili solo con gli orbitali 5f e non nei 4f a causa delle dimensioni più grandi dei 5f, si potrebbero separare gli attinidi dai  lantanidi, che possono essere contenuti nel materiale nucleare. “Se utilizziamo questa chimica in modo intelligente, potremmo progettare alcuni ligandi per migliorare la separazione nella gestione delle scorie”, afferma Yang.

Rebecca Abergel, scienziata nucleare dell’Università della California a Berkeley e del Lawrence Berkeley National Laboratory, afferma che la ricerca potrebbe aiutare in “aree problematiche di vecchia data tra cui separazione, ricondizionamento e gestione delle scorie”.

Rebecca Abergel

Il suo collega LBNL, Stefan Minasian, afferma che i chimici potrebbero persino usare queste interazioni per creare legami attinide-attinide, che finora esistono solo in teoria.

Yang dice che non vede l’ora di vedere i chimici sperimentali sintetizzare i composti con i nuovi legami delta e phi.

Tuttavia, a nostro avviso il problema delle scorie nucleari accumulatesi nei decenni (e stoccate chissà dove…) sarà praticamente impossibile da risolvere.

Bibliografia

[1] https://it.wikipedia.org/wiki/Energia_nucleare_in_Italia

[2]https://www.ansa.it/scienza/notizie/rubriche/energia/2011/04/13/visualizza_new.html_902468013.html

[3] M.P. Kelley et al., δ and φ back-donation in AnIV metallacycles., Nature Communications, 2020, DOI: 10.1038 / s41467-020-15197-w

[1] Fra gli attinidi vi sono gli elementi transuranici con numero atomico da 93 (nettunio, simbolo Np) a 103 (laurenzio, simbolo Lr). Appartengono agli attinidi anche il capostipite attinio (Ac) e torio (Th), praseodimio (Pa) e uranio (U).

[2] Ping Yang è stata nominata vicedirettore del G.T. Seaborg Institute for Transactinium Science, al Los Alamos National Laboratory.

[3] I legami delta (legami δ) sono legami chimici covalenti, in cui quattro lobi di un orbitale atomico coinvolto si sovrappongono a quattro lobi dell’altro orbitale atomico. Questa sovrapposizione porta alla formazione di un orbitale molecolare con due piani nodali che contengono l’asse internucleare e coinvolge entrambi gli atomi. La notazione δ fu introdotta da Robert Mulliken nel 1931. Il primo composto identificato come avente un legame δ fu ottaclorodirenato di potassio (III) K2 [Re2Cl8] nel 1965 da Frank Albert Cotton (1930-2007). I legami phi (legami φ) sono legami chimici covalenti, in cui sei lobi di un orbitale atomico coinvolto si sovrappongono a sei lobi dell’altro orbitale atomico. Questa sovrapposizione porta alla formazione di un orbitale molecolare con tre piani nodali che contengono l’asse internucleare e coinvolge entrambi gli atomi. Fino al 2020, nessuna molecola era nota per avere sicuramente legami phi.

Ancora coronavirus ed acque di scarico.

In evidenza

Rinaldo Cervellati.

L’amico ed esperto Mauro Icardi ha già affrontato in dettaglio questo argomento sul blog, (https://ilblogdellasci.wordpress.com/2020/04/15/monitoraggio-del-coronavirus-delle-acque-reflue/ ed ancora https://wp.me/p2TDDv-4vU).

Ora anche negli USA arriva la notizia che il virus SARS-CoV-2, responsabile del COVID-19, è stato trovato nelle acque reflue, pertanto l’epidemiologia basata sulle acque reflue potrebbe essere un modo efficace per valutare l’estensione del contagio in una popolazione (Celia H. Arnaud, Novel coronavirus found in surprisingly high levels in sewage, Chem. & Eng. News, 20 aprile 2020).

L’epidemiologia delle acque reflue è comunemente usata per monitorare l’uso di droghe in una comunità, ma può anche fornire informazioni sulla diffusione di un’infezione quando i test vengono opportunamente impiegati. Un gruppo di ricerca, coordinato da Eric J. Alm del Massachusetts Institute of Technology e Biobot Analytics[1] hanno utilizzato la reazione a catena della polimerasi per trascrizione inversa (RT-PCR) per monitorare il virus SARS-CoV-2 nelle acque di un impianto di trattamento delle acque reflue nel Massachusetts.

Eric J. Alm

I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sul server di prestampa medRxiv (2020, DOI: 10.1101/2020.04.05.20051540 [1]), quindi lo studio non è stato ancora sottoposto a revisione (peer review).

Il gruppo di ricerca ha analizzato quattro campioni prelevati antecedentemente al primo caso statunitense noto di COVID-19 e tutti sono risultati negativi per il virus. Per contro, i 10 campioni prelevati tra il 18 marzo e il 25 marzo sono risultati positivi per SARS-CoV-2, a livelli superiori a quelli previsti dai ricercatori in base al numero di casi confermati. Essi hanno usato il sequenziamento diretto del DNA per verificare che i prodotti RT-PCR provenissero effettivamente dal SARS-CoV-2. Ma sono necessarie ulteriori informazioni, come la quantità di virus nelle feci di pazienti positivi nel corso della malattia, per interpretare appieno i risultati.

Kevin Thomas, un epidemiologo dell’Università del Queensland (Australia) afferma “l’analisi delle acque reflue “potrebbe essere utilizzata per stabilire se COVID-19 ha infettato una comunità e valutare il momento in cui la comunità sarà relativamente libera dal virus, l’approccio dovrebbe comunque essere usato in combinazione con test individuali”.

Kevin Thomas e il suo gruppo di ricerca.

Secondo Marianna Mathus, Amministratore Delegato di Biobot, la Compagnia sta ricevendo campioni settimanali da oltre 100 impianti di trattamento negli Stati Uniti.

[1] https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.05.20051540v1

Al link si trova subito l’avviso: Questo articolo è una prestampa e non è stato sottoposto a revisione. Riporta nuove ricerche mediche che devono ancora essere valutate e quindi non dovrebbero essere utilizzate per la pratica clinica.

[1] Biobot Analytics è una Società di epidemiologia delle acque reflue che sta trasformando le sue infrastrutture in osservatorio di sanità pubblica.

La piastra Petri e il suo ideatore

In evidenza

Rinaldo Cervellati

In questa emergenza coronavirus compaiono quotidianamente immagini di laboratori con ricercatori che immettono o prelevano quantità di liquidi da recipienti piatti in vetro di forma cilindrica di diametro 50 -100 mm e altezza 15 mm. Questi recipienti sono importanti strumenti di lavoro in molti campi di microbiologia e biochimica per la crescita di colture cellulari e perché permettono di osservare a occhio nudo eventuali cambiamenti nelle colture in seguito all’aggiunta di opportune sostanze. I recipienti vengono chiamati piastre (o capsule o piatti) Petri, dal nome del microbiologo che le inventò nel 1877 [1].

Julius Richard Petri nacque a Barmen (Germania) il 31 maggio 1852. Dopo aver completato gli studi superiori, dal 1871 al 1875 studiò medicina presso l’Accademia Kaiser Wilhelm Academy per Medici Militari, abilitandosi nel 1876. Continuò i suoi studi all’ospedale Charité di Berlino e rimase attivo come medico militare fino al 1882, proseguendo poi come riservista.

Julius Richard Petri

Dal 1877 al 1879 fu assegnato al Kaiserliches Gesundheitsamt (Ufficio Imperiale per la Salute) di Berlino, dove divenne assistente di Robert Koch[1]. Su suggerimento di Angelina Hesse, moglie di un altro assistente di Koch, Walther Hesse, il laboratorio Koch iniziò a coltivare batteri su piastre di agar, un gelificante naturale. Petri inventò quindi la piastra di coltura standard e sviluppò ulteriormente la tecnica della coltura in agar per purificare o clonare colonie batteriche derivate da singole cellule. Questo progresso ha permesso e permette tutt’oggi di identificare in modo rigoroso batteri responsabili delle malattie.

Set di piastre Petri

Oltre alla piastra che porta il suo nome, Petri ha sviluppato e migliorato numerosi processi e attrezzature di lavoro, tra cui un filtro a sabbia e recipienti ancora oggi utilizzati per l’invio di campioni di feci e urine.

Petri ha pubblicato molti lavori, inclusi alcuni trattati di igiene e microbiologia. Scrisse su diverse tematiche riguardanti tecniche microbiologiche, malattie infettive, analisi delle acque, descrizione e uso di strumenti analitici.

Nel 1900 si ritirò e assunse la direzione del centro medico Brehmer a Görbersdorf per tre anni. Apparentemente per motivi di salute, tornò a Berlino nel 1904.

Si spense a Zeitz il 20 dicembre 1921.

Le piastre di Petri vengono principalmente utilizzate per studi di microbiologia. Il piatto è parzialmente riempito con un liquido caldo contenente agar e una miscela di ingredienti specifici che possono includere nutrienti, sangue, sali, carboidrati, coloranti, indicatori, aminoacidi e antibiotici. Dopo raffreddamento, l’agar gelifica e una piastra è pronta per ricevere un campione di cellule sane mentre in una seconda le cellule sono inoculate con il microorganismo che si vuole studiare. Per le colture di virus è necessaria un’inoculazione in due fasi: i batteri vengono coltivati ​​per primi per fornire successivamente a questi “ospiti” l’inoculo virale.

Spesso, le piastre di Petri vengono ricoperte con un coperchio di vetro per ridurre il rischio di contaminazione causata dalla sedimentazione di particelle sospese nell’aria e per prevenire l’accumulo della condensa dell’umidità nelle colture.

Sebbene la piastra Petri faccia parte dell’attrezzatura standard di ogni laboratorio batteriologico, Julius Richard Petri non viene ricordato con la dovuta importanza dalla comunità scientifica.

Tributo a J. R. Petri

Opere consultate

https://en.wikipedia.org/wiki/Julius_Richard_Petri

https://www.deutsche-biographie.de/ppn117702536.html

https://www.microbiologiaitalia.it/guru-della-microbiologia/julius-richard-petri/

https://www.historiadelamedicina.org/petri.html

Bibliografia

[1] R.J. Petri, Eine kleine Modification des Koch’schen Plattenverfahrens (A small modification of Koch’s plate method), Centralblatt für Bakteriologie und Parasitenkunde1877, 1, 279–280.

[1] Heinrich Hermann Robert Koch (1843–1910) è stato un medico, batteriologo e microbiologo tedesco. Descrisse per la prima volta il ruolo di un agente patogeno all’insorgere di una malattia. Nel 1882 scoprì l’agente eziologico della tubercolosi e in seguito ne sviluppò l’estratto antigenico che poteva dimostrare l’avvenuta infezione in un organismo ospite, compreso l’organismo umano. Nel 1905 è stato insignito del Premio Nobel per la Medicina. Robert Koch è ritenuto, assieme Louis Pasteur, il fondatore della moderna batteriologia e microbiologia.

L’intelligenza artificiale e gli antibiotici.

In evidenza

Rinaldo Cervellati

L’intelligenza artificiale identifica molecole che uccidono i batteri, ma sarebbero buoni antibiotici?

Questo è il titolo della notizia data da Sam Lemonick il 26 febbraio per il numero di Chemistry & engineering news del 4 marzo scorso. In realtà i ricercatori dell’articolo riportato da Lemonick hanno utilizzato la tecnica dell’apprendimento automatico (machine learning, ML), una branca dell’intelligenza artificiale che si occupa della messa a punto di algoritmi e modelli statistici che i sistemi informatici elaborano per eseguire un compito specifico senza utilizzare istruzioni esplicite, basandosi invece su schemi e inferenze.

L’interrogativo è chiarito nel sottotitolo: “Gli esperti lodano l’approccio rimanendo scettici sul fatto che le molecole identificate possano trovare applicazioni cliniche”.

Come ormai noto, i farmaci antibiotici in circolazione, anche a causa del loro abuso, hanno prodotto ceppi batterici antibiotico resistenti minacciando di compromettere la nostra capacità di combattere le infezioni fatali, stimolando la ricerca di nuovi farmaci.

Il chimico computazionale Regina Barzilay e il bioingegnere James J. Collins, entrambi del Massachusetts Institute of Technology (MIT), e collaboratori, hanno progettato un metodo di apprendimento automatico per trovare nuovi antibiotici. Combinando questo metodo con la sperimentazione in vitro su colture cellulari e in vivo su piccoli modelli animali, i ricercatori affermano di aver identificato diverse molecole che potrebbero essere efficaci antibiotici [1].

Regina Barzilay  James J. Collins

 Hanno progettato i loro algoritmi per riconoscere le caratteristiche strutturali di diverse molecole – non solo antibiotici – e per prevedere se una data struttura potesse inibire la crescita del batterio Escherichia coli. Inizialmente hanno lasciato il loro modello libero di cercare nel Drug Repurposing Hub, un database di circa 6.000 molecole note per essere utilizzate contro varie malattie. Ciò ha portato a identificare un composto con bassa tossicità e elevata attività antimicrobica contro E. coli, diverso dagli antibiotici noti, che è stato verificato in laboratorio come inibitore della crescita di E. coli. Questa molecola, chiamata SU3327, è un inibitore dell’enzima c-Jun chinasi N-terminale, bersaglio per il diabete e altre patologie. Il gruppo ha ribattezzato la molecola halicin in riferimento al computer HAL del famoso film “2001: Odissea nello spazio” (1968, di Stanley Kubrick e Arthur C. Clarke).

Uno studio inedito del 2017 aveva già identificato l’attività antibiotica di questa molecola, sotto valutazione dalla Food and Drug Administration statunitense, ma Jonathan M. Stokes del MIT, coautore del nuovo studio, afferma che il gruppo non era a conoscenza di questa precedente ricerca fino al 2 marzo di quest’anno[1].

Nel nuovo studio, i successivi test di laboratorio hanno dimostrato che la molecola può eliminare una serie di ceppi batterici resistenti. I ricercatori pensano che uccida i batteri interrompendo il movimento dei protoni attraverso la membrana cellulare, bloccando la capacità del betterio di muoversi o immagazzinare energia. Nei topi, halicin ha sanato le ferite cutanee infettate con Acinetobacter baumannii e le infezioni intestinali dal Clostridium difficile.

Il gruppo ha anche usato il suo algoritmo di apprendimento automatico per cercare molecole con caratteristiche antibiotiche fra i più di 100 milioni di molecole del database ZINC15, trovandone 8 diverse dagli usuali antibiotici, ma potenzialmente attive, fra cui ZINC000100032716, ma su queste non sono stati effettuati test di laboratorio.

Günter Klambauer, direttore del laboratorio di scoperta di farmaci con l’intelligenza artificiale (computer-aided drug design) presso l’Università Johannes Kepler a Linz (Austria), afferma che questi risultati mostrano “quello che si può ottenere quando lavorano insieme professionisti esperti e ricercatori sull’apprendimento automatico“. Ha però criticato il gruppo del MIT per aver indirizzato i propri algoritmi soltanto su un paio di migliaia di molecole del database e solo su alcuni effetti biologici. Secondo Klambauer il modello avrebbe potuto essere più efficiente con una programmazione più ampia che tenesse conto di molteplici effetti.

Anche da parte di esperti di antibiotici sono arrivati elogi per il metodo usato ma non vi è stata molta impressione per halicin. Diversi hanno affermato che i risultati non suggeriscono che il composto sia il tipo di antibiotico necessario in terapia. Il gruppo nitroaromatico nella molecola assomiglia alle strutture di noti antibiotici ad ampio spettro, suggerendo che il modo in cui i ricercatori hanno programmato l’algoritmo era troppo limitato e non ha permesso di trovare strutture veramente nuove. Richard E. Lee, un ricercatore sugli antibiotici presso il St. Jude Children’s Research Hospital (USA) afferma: “Abbiamo bisogno di nuovi chemiotipi antibatterici che potrebbero essere difficili da trovare attraverso questo approccio”. Shahriar Mobashery, biochimico dell’Università di Notre Dame (USA), sostiene che i gruppi nitroaromatici possono essere tossici per i pazienti umani, così come il meccanismo d’azione associato alla membrana che i ricercatori descrivono. Tuttavia Mobashery ha affermato che il punto di forza del lavoro sta nella metodologia.

James Collins, co-responsabile della ricerca replica che se è giusto sottolineare le somiglianze delle loro molecole con gli antibiotici esistenti, va sottolineato che uno dei principali vantaggi nell’utilizzo dell’apprendimento automatico è la sua velocità nella ricerca di molecole simili agli antibiotici. “Il nostro modello ha impiegato circa 4 giorni per valutare oltre 100 milioni di molecole”, afferma.

Richard Lee ha anche detto che probabilmente halicin non è un farmaco praticabile. Sostiene che c’è necessità di antibiotici efficaci contro le infezioni sistemiche, non per quelle della pelle o dell’intestino. Tuttavia, replica Collins, è necessario un trattamento topico efficace per A. baumannii.

John H. Rex, capo dello staff medico presso la Compagnia di Biotecnologie anglo-austriaca F2G ha fatto eco a questa critica. Rex, già redattore della rivista Antimicrobial Agents and Chemotherapy, afferma che il lavoro non ha soddisfatto gli standard per l’annuncio di nuovi farmaci antibiotici. Oltre alle sue preoccupazioni circa la loro efficacia contro i batteri più pericolosi, Rex ha affermato che i test del gruppo sulla tossicità di halicin non sono stati sufficienti. Dice che i ricercatori avrebbero dovuto testare la sua tossicità contro le cellule di mammifero, il che potrebbe fornire un quadro più chiaro del fatto che l’halicin potrebbe risultare tossico nel flusso sanguigno umano.

Comunque Rex plaude a che l’articolo sia stato pubblicato. Afferma che il lavoro “potrebbe aprire un nuovo spazio chimico per individuare antibiotici efficaci, tuttavia il gruppo non ha trovato un candidato soddisfacente.

Lynn Silver, esperta di antibiotici che ha lavorato presso Merck & Co. per vent’anni dice: “È abbastanza facile uccidere i batteri, anche quelli difficili, con agenti tossici – e abbastanza facile trovarli’, ma afferma che trovare i farmaci è molto più difficile: “Anche antibatterici ben studiati falliscono negli studi clinici a causa della loro tossicità”.

James Collins afferma che il gruppo sta cercando di stabilire collaborazioni per continuare la valutazione preclinica di halicin e delle altre molecole. Regina Barzilay dice che hanno anche in programma di migliorare il loro modello nella speranza di prevedere il meccanismo antibatterico delle molecole oltre alla loro attività, cosa che sarebbe utilissima per trovare farmaci più mirati. E stanno aggiungendo un componente al modello che dovrebbe consentirgli di progettare molecole completamente nuove, piuttosto che trovare possibili antibiotici da database di composti esistenti.

Bibliografia

[1] J.M. Stokes et al., A Deep Learning Approach to Antibiotic Discovery., Cell, 2020, 180, 688–702; DOI: 10.1016/j.cell.2020.01.021

[1] Il lavoro è stato pubblicato su Cell il 20 febbraio 2020. Molti dettagli sono apparsi lo stesso giorno sul quotidiano inglese The Guardian col titolo Powerful antibiotic discovered using machine learning for first time.