Reazioni chimiche veloci e facili come il click che unisce i mattoncini Lego, cosi’ mirate che una modifica le ha trasformate in uno strumento per studiare anche le reazioni che avvengono negli organismi viventi senza danneggiarli, aprendo a nuove generazioni di farmaci personalizzati, in particolare diretti contro i tumori, e a nuovi materiali, come quelli biomimetici. E’ questa la rivoluzione avvenuta negli ultimi 20 anni e premiata con il Nobel per la Chimica 2022 all’americano Barry Sharpless (81 anni), che ha lavorato nell’istituto californiano Scripps e che e’ al suo secondo Nobel per la Chimica (con lui ha avuto 2 volte questo riconoscimento solo il britannico Frederick Sanger, papa’ dell’insulina), al danese Morten Meldal (68 anni), che insegna nell’Universita’ di Copenaghen, e a un’altra americana, di origini italiane, Carolyn Bertozzi (56 anni), dell’Universita’ di Stanford. “Grazie a questi ricercatori, che con passione e arte hanno affrontato la complessita’ del mondo vivente, la chimica e’ stata applicata alla biologia”, ha osservato il chimico Vincenzo Aquilanti, emerito dell’universita’ di Perugia e membro dell’Accademia dei Lincei, della quale fa parte anche Bertozzi. Assemblare molecole sempre piu’ complesse e’ un’esigenza di molti settori, a partire dalla farmaceutica, ma fino a pochi anni fa le tecniche per ottenerle erano difficili da applicare, richiedevano tempi lunghi e procedimenti costosi. Le cose sono cambiate con le ricerche condotte da Sharpless all’inizio degli anni 2000 e che hanno inaugurato la cosiddetta ‘chimica a scatto’: le sue ‘reazioni click’ sono basate su reagenti che agiscono velocemente e sempre tra loro, anche se circondati da molecole con un’enorme varieta’ di gruppi chimici. Successivamente, seguendo un percorso analogo ma in modo indipendente, Sharpless e Meldal hanno trovato una nuova reazione, oggi considerata il fiore all’occhiello della chimica a scatto e largamente utilizzata, chiamata ‘cicloaddizione azide-alchino catalizzata dal rame’. Fra le applicazioni piu’ diffuse ci sono la ricerca farmacologica, il sequenziamento del Dna e la messa a punto di materiali su misura, per prestazioni ben precise. A fare un passo in avanti ulteriore e’ stata Bertozzi, che per prima ha utilizzato la chimica a scatto per osservare, senza interferire con esse, le reazioni chimiche che avvengono negli organismi viventi. Il primo passo in questa direzione e’ stata la mappa di molecole che si trovano sulla superficie delle cellule, chiamate glicani, che fino ad allora era stato molto difficile osservare. Questo adattamento della chimica a scatto, chiamato ‘reazioni bio-ortogonali’ ha permesso di ottenere farmaci anticancro piu’ precisi nel raggiungere il loro obiettivo, attualmente in fase di sperimentazione clinica. Viene utilizzato il termine ‘ortogonale’, ossia perpendicolare, proprio per definire l’assenza di interferenze: come un palo piantato perpendicolarmente sul terreno, a mezzogiorno non puo’ gettare ombra su alcun altro oggetto. “Lo sviluppo delle tecniche di reazioni ‘click’ e’ parallelo a quello del concetto di chimica biortogonale”, osserva Nicola Tirelli, responsabile della linea di ricerca su polimeri e biomateriali dell’Istituto Italiano di Tecnologia (Iit). “Questo paradigma, permettendo di usare reazioni chimiche estremamente selettive in ambienti biologici (anche in cellule viventi), ha portato – ha aggiunto – a chiarire con altissima precisione numerosi meccanismi biologici ed e’ utilizzato per lo sviluppo sia di nuovi materiali funzionali che di nuovi approcci terapeutici”. I nuovi materiali che e’ possibile ottenere sono interessanti per molti tipi di industria, oltre a quella farmaceutica. Basta infatti un click per modificare le caratteristiche di un materiale plastico o di una fibra, trasformandoli in conduttori di elettricita’, rendendoli capaci di catturare la luce solare, avere effetti antibatterici o proteggere dalle radiazioni ultraviolette.