Biotecnologie
Siamo quelli che preparano il formaggio
Il sistema Strept/Avidina Biotina
E’ una tecnologia usata ormai da anni nei laboratori di analisi per eseguire test in immunoistochimica o enzimatici, come l’ELISA. Permette di eliminare l’uso degli isotopi radioattivi nella rivelazione di complessi fra sonde biotinilate ed il loro bersaglio. E’ stato indicato come uno dei mezzi più efficaci per legare fra di loro macromolecole diverse.
L’avidina, chiamata così proprio per la sua avidità nei confronti della biotina (vitamina H), è una proteina basica costituita da quattro subunità identiche, ciascuna con un sito di legame per la biotina. E’ quindi tetravalente – fondamentale! – ed in natura lega con altissima affinità solo la biotina. La biotina, d’altra parte, può essere legata quasi ad ogni classe di composti biologici senza alterarne le caratteristiche.
Il legame avidina:biotina non è covalente e ancora non è stato ben spiegato, ma per poterlo scindere è necessaria una variazione di pH superiore a 13 o inferiore a 2. Questo permette di creare un ponte stabile fra macromolecole (biotinilate) diverse.
Mi piace sempre vedere questo sistema come il gioco delle costruzioni, dove tanti mattoncini colorati vengono legati fra di loro fino a formare muri, case o castelli, secondo la nostra fantasia. Si possono così preparare dei sistemi di facile utilizzo che tramite segnali enzimatici (colorati) permettono la rivelazione di sonde biotinilate (anticorpi, acidi nucleici, ad esempio) in dosaggi immunoenzimatici.
Perchè abbiamo cominciato? Avevamo l’avidina, bastava purificarla. L’avidina è presente nell’albume delle uova di molti uccelli e noi alla SPA avevamo le “acque di scarto” dalla lavorazione del lisozima. Vista la lunga tradizione che la nostra Società aveva nel campo delle fermentazioni, ovvia conseguenza è stata la produzione della streptavidina, una proteina avidino-simile, ma prodotta da un microorganismo, lo Streptomyces avidinii.
Iniziano le prove di fermentazione dapprima in beuta, poi su scala pilota. Si cercano e si trovano le condizioni più idonee per la produzione della streptavidina. Vengono messi a punto i processi estrattivi e di purificazione fino ad arrivare al prodotto finito che oggi abbiamo puro al 100%.
Da anni ormai, cooperiamo con il Servizio di Medicina Nucleare dell’Istituto Europeo di Oncologia (IEO) di Milano, dove vengono condotte ricerche all’avanguardia nel settore dell’immunoscintigrafia. Le tecniche scintigrafiche si basano sull’iniezione nell’organismo di un tracciante radioattivo che viene captato in modo più o meno specifico da un determinato tessuto e quindi visualizzato nelle sue zone di distribuzione. Nella radioimmunoscintigrafia si usano anticorpi monoclonali legati ad un radioisotopo. Gli anticorpi sono in grado di riconoscere e legare antigeni tumore-associati, cioè espressi quasi solamente dalle cellule tumorali e non da quelle sane. Con una gamma camera è poi possibile evidenziare presenza e dimensioni dell’eventuale massa neoplastica.
La tecnica è ben più complessa di come la sto descrivendo, ci possono essere radiazioni di fondo che ne limitano l’impiego. Ma l’ostacolo è stato superato introducendo l’uso dell’avidina e biotina.
All’IEO sono state sviluppate due tecniche che consentono sia di ottenere immagini nitide, eliminando quasi totalmente il rumore di fondo, sia di distruggere direttamente il tumore senza disperdere la radioattività. La prima è a due passaggi: si somministrano inizialmente gli anticorpi biotinilati per via regionale, poi l’avidina radioattiva. La seconda è a tre passaggi: prima vengono mandati in circolo gli anticorpi biotinilati seguiti dall’avidina non radioattiva, poi dalla biotina radioattiva.
Sono stati ottenuti ottimi risultati nella diagnosi del melanoma uveale, delle neoplasie ovariche, dei carcinomi positivi per l’antigene carcino-embrionario (CEA) e del glioma cerebrale. I risultati sono stati così confortanti nel campo della diagnosi, tanto da voler passare ad una terapia anti-cancro mirata con l’utilizzo di particolari isotopi beta-emittenti (ittrio, renio) in grado di distruggere le cellule tumorali.
Una volta Piero Angela, presentando proprio questa tecnologia, disse qualcosa tipo: “è un po’ come andare a mettere il formaggio là dove vogliamo che il topo vada a rosicchiare”… Ecco… noi siamo quelli che preparano il formaggio!
di Francesca Chiolerio
Pubblicato su: “Spazio” – periodico di informazione e intrattenimento riservato al personale SPA – n. 1 – Maggio 1998
