Ricerca: progettata al computer la formula per detergenti utile anche per studiare i tumori

Ricercatori ENEA hanno contribuito a progettare al computer la formula dei componenti di un detergente molto diffuso che può essere utilizzata anche per studiare il comportamento delle proteine e comprendere i meccanismi cellulari alla base della formazione dei tumori.

Rappresentazione grafica del modello numerico di un aggregato di molecole TX-100

Un team di ricercatori di ENEA, Università di Salerno, Istituto Nazionale per la Ricerca sul Cancro di Genova e Tohoku University di Sendai in Giappone è riuscito per la prima volta al mondo a progettare al computer la formula molecolare del detergente Triton X-100 alla base della maggior parte dei detersivi e dei saponi oggi in commercio. Si tratta di un risultato di particolare rilievo anche per il possibile utilizzo in biomedicina per studiare il comportamento delle proteine e dei meccanismi cellulari alla base della formazione dei tumori.

Infatti, oltre ad essere simili ai tensioattivi dei comuni detergenti, le molecole individuate facilitano l’estrazione delle proteine dalle membrane cellulari, un processo fondamentale per comprendere i meccanismi di sviluppo di molte patologie.

Lo studio, realizzato grazie al supercomputer dell’ENEA “CRESCO”, è stato pubblicato su “Journal of Chemical Theory and Computation” dell’American Chemical Society, una prestigiosa rivista internazionale del settore.

L’infrastruttura computazionale, realizzata con il supporto della Divisione Sviluppo Sistemi per l’Informatica e l’ICT dell’ENEA, potrà essere utilizzata anche per studiare il comportamento delle integrine, particolari proteine che ricoprono un ruolo chiave in diversi processi cellulari come quelli metastatici dei tumori.

“Si tratta di un risultato di notevole rilevanza scientifica - spiega il ricercatore ENEA Massimo Celino – in quanto siamo riusciti a progettare un sistema che “mima” le architetture molecolari e ci permetterà di comprendere meglio il corpo umano. Fino ad ora non erano disponibili strumenti che permettessero la progettazione al computer di questa classe di molecole e la loro funzionalizzazione per applicazioni biomediche. Conoscere esattamente la struttura e il meccanismo di azione di queste molecole è fondamentale per la medicina e oggi, grazie a questa infrastruttura computazionale, lo studio di nuovi approcci sperimentali e l’interpretazione dei meccanismi che inducono l’insorgenza dei tumori diventerà sempre più efficiente ed economico.”

Grazie ai progressi nella ricerca sulla modellistica molecolare, che comprende tutti i metodi teorici e computazionali utilizzati per rappresentare il comportamento atomico di materiali e molecole complesse, si stanno aprendo nuovi orizzonti applicativi nei settori della produzione e utilizzo dell’energia, nella microelettronica, nella componentistica strutturale, nella progettazione di nuovi farmaci (drug design), nella biomedicina.

Attraverso l’intelligenza artificiale e l’elaborazione delle banche dati realizzata dal supercalcolatore CRESCO, è possibile identificare i composti potenzialmente più interessanti per l’industria e per altre applicazioni come la biomedicina.

L’evoluzione delle conoscenze scientifiche e delle tecnologie informatiche, permette inoltre di individuare nuovi protocolli di attività e progettazione, nonché di velocizzare i tempi della sperimentazione riducendo i costi della ricerca e quelli di produzione.

Per maggiori informazioni:

Massimo Celino, Centro Ricerche Casaccia, massimo.celino@enea.it

Self-Assembly of Triton X-100 in Water Solutions: A Multiscale Simulation Study Linking Mesoscale to Atomistic Models – Lo studio pubblicato su “Journal of Chemical Theory and Computation” (impact factor 5.498)