In un recente studio pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature Communications, Pierangelo Metrangolo e Giuseppe Resnati del Laboratorio Materiali Fluorurati Nanostrutturati (NFMLab) del DCMIC “Giulio Natta” del Politecnico di Milano hanno dimostrato come anche piccole molecole organiche alogenate possano agire da potenti trasportatori di anioni attraverso membrane lipidiche simili a quelle presenti nelle cellule. Lo studio è stato presentato nel corso del Workshop internazionale “Supramolecular Chemistry@PoliMi: Where Nano meets Biology” il 28 e 29 giugno 2012 al Politecnico.

Malattie quali la fibrosi cistica sono causate dalla mancata regolazione del trasporto di anioni cloruro attraverso le membrane cellulari, a causa di un malfunzionamento dei canali per il trasporto di questi ioni all’interno della cellula. Infatti, i trasportatori di ioni svolgono un ruolo fondamentale in vari processi fisiologici, in quanto hanno il compito di regolare la concentrazione degli ioni attraverso la membrana cellulare. Nei sistemi biologici questo processo viene realizzato dalle cosiddette proteine transmembrana, che sono delle molecole molto complesse dotate di molteplici siti in grado di riconoscere e interagire in maniera selettiva con diversi anioni. Al fine di sopperire al mancato funzionamento di questi trasportatori cellulari, gli scienziati hanno sintetizzato molecole sempre più complesse, che sono capaci di trasportare gli anioni cloruro attraverso membrane lipidiche, al fine di poter ottenere dei potenziali benefici terapeutici.

I risultati ottenuti dal gruppo del Politecnico di Milano potrebbero aprire nuove prospettive nella progettazione di sistemi biomimetici trasportatori di anioni, che potranno trovare applicazioni sia nel settore della scienza dei materiali, come sensori o catalizzatori, che in quello biomedicale, per lo sviluppo di nuovi farmaci.

I precedenti tentativi di ridurre le dimensioni e il grado di sofisticazione di questi “trasportatori” molecolari avevano finora portato a sistemi poco efficienti, con una scarsa selettività ed in molti casi con risultati dannosi per le membrane. Ora il gruppo di ricerca del Politecnico di Milano ha dimostrato che mediante il legame ad alogeno che si instaura tra gli anioni cloruro e piccole molecole fluorurate come lo iodioperfluoroesano e il tetrafluorodiiodiobenzene è possibile avvolgere gli anioni in goccioline idrofobiche che realizzano il trasporto ed il rilascio transmembrana di anioni cloruro.