La serendipity nella scoperta di farmaci

Un’analisi chiarisce il ruolo della serendipity nella nascita dell’industria farmaceutica e nella scoperta di alcuni psicofarmaci, della penicillina e del sildenafil

Serendip è l’antico nome arabo di Ceylon, oggi nota come Sri Lanka. L’origine del termine “serendipity” risale ad una fiaba persiana, “I tre principi di Serendip”, che narra di eroi viaggiatori che facevano continuamente scoperte, per caso e sagacia, di cose che non stavano realmente cercando.

Oggi, la parola “serendipity” è entrata a far parte del linguaggio quotidiano. L’ Oxford English Dictionary la definisce come “la facoltà di fare scoperte felici e inaspettate per caso” e il Webster’s New Collegiate Dictionary come “la facoltà di trovare cose preziose o gradevoli non ricercate”. Nello Stedman’s Medical Dictionary “serendipity” si riferisce a “una scoperta accidentale”, al “trovare una cosa mentre si cerca qualcos’altro”.

Nessuna scoperta scientifica è mai stata fatta per pura fortuna. Tutti gli incidenti felici nella scienza hanno un punto in comune: ognuno è stato riconosciuto, valutato e agito alla luce dell’esperienza intellettuale totale dello scopritore. Come diceva Pasteur (1822-1896): “Nel campo dell’osservazione, l’errore non può che favorire gli spiriti preparati”.

Serendipity nella nascita dell’industria farmaceutica

Nel 1856, il chimico inglese diciottenne William Henry Perkins (1838-1907) stava cercando di sintetizzare la chinina. Si ritrovò nella provetta una sostanza bluastra, dalle eccellenti proprietà coloranti. La scoperta da parte di Perkins del primo colorante artificiale della storia, variamente indicato come porpora di anilina o malva, innescò una reazione a catena per serendipity.  Le modifiche al suo processo portarono alla creazione di molti altri coloranti e all’emergere proprio dell’industria dei coloranti. Lo sfruttamento più completo delle scoperte di Perkins avrebbe richiesto una nuova generazione di chimici. Ciò diede un forte impulso allo sviluppo della chimica organica e, a sua volta, la sintesi di composti organici portò alla nascita dell’industria farmaceutica. 

Entro la fine del XIX secolo, molte delle aziende di coloranti estesero le proprie attività al campo dei farmaci. La scoperta di Perkins non può essere attribuita alla pura fortuna in quanto costruita sulla propria conoscenza e sulle esperienze passate.

Serendipity nella scoperta degli psicofarmaci

L’introduzione dei primi farmaci efficaci per il controllo dell’eccitazione, dell’agitazione e dell’insonnia è stata parallela alla nascita dell’industria farmaceutica. 

Per lo sviluppo clinico di almeno due di questi, il bromuro di potassio e l’idrato di cloralio, la serendipity è stata essenziale. Oggi impiegato solo in ambito veterinario, il bromuro di potassio è il più antico sedativo utilizzato in medicina. 

Nel 1857, trentuno anni dopo l’isolamento del bromo, Charles Lockock, un medico internista londinese, scoprì l’azione anticonvulsivante e sedativa di tale farmaco. Lockock, come la maggior parte dei medici del suo tempo, credeva nell’esistenza di una relazione causa-effetto tra masturbazione, convulsioni ed epilessia. Era noto che i bromuri frenassero la libido. Lockock pensò dunque di controllare l’epilessia, ossia le convulsioni, riducendo la frequenza della masturbazione. 

Il trattamento fu un successo circa il controllo delle convulsioni

Contribuì, però, anche a focalizzare l’attenzione sulle proprietà sedative del farmaco. La scoperta delle potenzialità sedative e ipnotiche dell’idrato di cloralio fu, invece, il risultato, di una teoria chimica. Il cloralio, o tricloroacetaldeide, fu preparato per la prima volta nel 1832 da Justus von Liebig, un professore di chimica a Giessen, in Germania.

Circa trentasette anni dopo, nel 1869, il suo idrato, ossia il cloralio idrato, fu introdotto in terapia clinica da Otto Liebreich, un professore di farmacologia a Berlino. Quest’ultimo ipotizzò che uno dei componenti in cui il cloralio idrato si scinde fosse il cloroformio e, poiché il cloroformio induce il sonno, lo stesso avrebbe fatto il cloralio idrato. Sebbene in realtà dalla degradazione non si ottenesse cloroformio, il cloralio idrato divenne il primo ipnotico affidabile prodotto sinteticamente e, dopo quasi 140 anni, è ancora usato nella pratica clinica.

Serendipity nella scoperta della penicillina 

La scoperta fortuita della penicillina avvenne nel 1928 da parte di Alexander Fleming.

Fleming era impegnato nella ricerca sull’influenza, quando una delle sue piastre di coltura di stafilococco si contaminò e si generò una muffa che creò un cerchio privo di batteri. Poiché lavorava in un vecchio edificio con molta polvere, dove era probabile che si verificasse una contaminazione, molti batteriologi non avrebbero ritenuto particolarmente degno di nota il fatto che una particolare colonia di stafilococchi si stesse dissolvendo. Era infatti da tempo risaputo che alcuni batteri interferiscono con la crescita di altri. Fleming riconobbe, tuttavia, il possibile significato del cerchio privo di batteri, isolò la muffa in coltura pura e scoprì che produceva una sostanza dal potente effetto distruttivo su molti dei batteri comuni che infettano l’uomo. 

La sostanza antibatterica liberata nel fluido in cui era cresciuta la muffa venne chiamata “penicillina”, da Penicillium notatum, il contaminante della colonia di stafilococco che ne determinò la scoperta.  

Serendipity nella scoperta del sildenafil

Il sildenafil è un inibitore selettivo della 5-fosfodiesterasi che dilata i vasi cardiaci agendo sul GMP ciclico. L’azienda Pfizer stava conducendo delle indagini cliniche sull’utilizzo del sildenafil nel trattamento dell’angina pectoris. Invece di alleviare il dolore anginoso, i ricercatori notarono che il farmaco induceva erezioni indesiderate del pene in alcuni pazienti.

Indipendentemente da Pfizer, alla Johns Hopkins University, Solomon Snyder e i suoi collaboratori stavano lavorando con l’ossido nitrico (NO), una sostanza responsabile del rilassamento fisiologico dei vasi sanguigni. 

Dal momento che sospettavano che l’NO potesse essere un neurotrasmettitore, condussero un’indagine immunochimica con la NO sintasi (NOS), l’enzima responsabile della produzione di NO. Nel corso della ricerca scoprirono che l’enzima NOS è localizzato nel pene, dimostrarono che le erezioni potevano essere bloccate dagli inibitori del NOS e suggerirono che l’NO fosse il trasmettitore coinvolto nell’erezione del pene. 

Poiché l’azione dell’NO è mediata dal GMP ciclico simile a quello del sildenafil, i risultati del gruppo Hopkins hanno consentito di spiegare l’effetto collaterale dell’erezione del pene segnalato dai pazienti cardiaci nello studio Pfizer. 

Lo spostamento dell’attenzione delle ricerche cliniche sul sildenafil dall’angina pectoris alla disfunzione erettile ha portato alla dimostrazione dell’efficacia del farmaco nel trattamento dei disturbi erettili maschili e alla commercializzazione del sildenafil con il nome commerciale di Viagra.

La serendipity è uno dei tanti fattori che contribuiscono alla scoperta di farmaci. Il processo include il riconoscimento delle potenzialità dei risultati ottenuti sulla base delle proprie conoscenze e dell’esperienza passata. Perché come scrisse Johann Wolfgang Goethe (1749-1832): “La scoperta ha bisogno di fortuna, invenzione, intelletto: nessuno può fare a meno dell’altro”.

di Elena Pascucci

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