Con la luce si possono produrre farmaci green

Un chilo di antibiotici può generare fino a 1.300 chili di anidride carbonica, l’equivalente delle emissioni prodotte da circa 17 iPhone o da 10mila chilometri percorsi con un’auto a benzina. Ma l’inquinamento generato dai farmaci non si limita al loro consumo: comincia già in fabbrica, durante i processi di sintesi.

I limiti dell’industria attuale

Oggi nella produzione di molti medicinali si usano, infatti, metalli pesanti, come palladio, platino, nichel, rame, che funzionano come colle chimiche: uniscono cioè i frammenti molecolari consolidando la struttura di pillole e capsule.

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Questo approccio ha, tuttavia, due limiti. Il primo è la presenza di tracce nel prodotto finito e negli scarti di lavorazione, che confluiscono negli impianti di depurazione e quindi nei corsi d’acqua, che li trascinano fino al mare, con effetti negativi sugli ecosistemi. Il secondo è la necessità di temperature e pressione elevate, impianti complessi, numerosi lavaggi o purificazioni, con conseguenti costi energetici e ambientali.

Per ridurre l’impatto, negli ultimi anni le agenzie regolatorie internazionali, come l’European Medicines Agency (Ema) e la International Council for Harmonisation of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use (Ich), hanno fissato limiti rigorosi alle impurità metalliche ammesse nelle formulazioni. Provvedimenti utili a tutelare la salute e l’ambiente, ma che non risolvono il problema.

A cercare soluzioni più efficaci e incisive è stato un gruppo di chimici dell’Università di Padova, guidato da Luca Dell’Amico che, con la collaborazione degli atenei di Pavia, Ferrara e Parma, ha messo a punto un nuovo metodo produttivo, descritto sulle pagine di Nature Chemistry.

Il nuovo studio

Il loro progetto è fondato su due strumenti principali: la luce, che fornisce l’energia necessaria per avviare le reazioni e sostituisce le alte temperature (e in parte la pressione) richieste nelle lavorazioni tradizionali; piccole molecole organiche impiegate come catalizzatori, che svolgono il ruolo di collante, unendo i componenti, proprio come fanno i metalli.

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Dall’unione di entrambi gli elementi nascono minuscoli anelli chimici, strutture compatte e tridimensionali. “Si tratta di una sorta di mattoncini che sono alla base di molti medicinali moderni e che aiutano questi ultimi a colpire con precisione il bersaglio terapeutico”, spiega il coordinatore della ricerca. Piccole unità che si trovano, per esempio, nell’apalutamide, un trattamento contro il tumore della prostata, e in vari antivirali, come oseltamivir e remdesivir.

Benefici ambientali

Il metodo ha numerosi vantaggi per l’ambiente. Anzitutto, richiede l’impiego di meno solventi, cui conseguono meno lavaggi da effettuare e meno liquidi da smaltire. Poi necessita di minori quantità di energia, perché le trasformazioni avvengono a temperatura ambiente e senza impianti ad alta pressione. Infine, non c’è alcun metallo da recuperare o smaltire, con un impatto ridotto sui sistemi depurativi e sulle acque. Il risultato è una produzione più green, che riduce le risorse utilizzate, le emissioni, i rifiuti pericolosi.

I prossimi obiettivi

La conclusione resta, per ora, a livello sperimentale. I test sono stati, infatti, condotti su un campione esiguo di materiale e in condizioni controllate: per trasferire il modello su larga scala serviranno nuove verifiche di stabilità, sicurezza, costi. Occorrerà, in particolare, accertare se la procedura funziona anche con molecole più grandi, se può essere resa continua e automatizzata, se mantiene la stessa efficienza passando dal laboratorio a un impianto pilota. Solo dopo queste fasi potrà diventare un’opzione concreta per l’industria farmaceutica. Secondo gli autori della sperimentazione, il percorso richiederà almeno cinque-dieci anni per essere completato, ma indica già che la chimica può evolvere verso approcci più sostenibili.