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Il mare non rappresenta soltanto l’habitat di meravigliose specie marine, ma custodisce al suo interno delle preziose risorse per la medicina. Scopriamole insieme!

Molte invenzioni sono nate ispirandosi alla natura e, in questo caso, il protagonista indiscusso è il nostro amato oceano che, nella sua semplice complessità, è riuscito a divenire una vera e propria fonte infinita d’ispirazione per il mondo della medicina!

Scopriamo insieme i 10 protagonisti marini che hanno contribuito allo sviluppo di nuove terapie mediche.

Photo by yang wewe on Unsplash

1. MYTILUS SPP.

I mitili sono molluschi caratterizzati da una conchiglia con forma allungata e colorazione scura, suddivisa in due valve. Tipicamente, questi organismi vivono adesi a substrati rocciosi o strutture sommerse, grazie a filamenti di bisso prodotti dal piede, una struttura muscolosa che può essere estroflessa tra le valve. Sono quindi questi speciali filamenti che permettono a questi molluschi di attaccarsi agli scogli, nonostante la forza dirompente delle onde del mare e l’umidità dell’acqua: è proprio questa loro capacità naturale che ha stupito e ispirato Jonathan Wilken, chimico e ingegnere dei materiali.

Uno speciale “adesivo attaccatutto” ispirato ai mitili

Il segreto della capacità adesiva naturale dei mitili è dato da un mix di particolari proteine e molecole di ferro che, in un qualche modo ancora poco compreso, costituisce la formula perfetta per un’“adesivo attaccatutto” che può essere usato anche su superfici bagnateLe cozze, in questo caso, rappresentano una preziosa risorsa da cui trarre ispirazione per lo sviluppo di un tipo di adesivo sintetico utilizzabile in ambito medico per la cura di profonde ferite e fratture ossee.

Foto di Jonathan Wilker – via Nature.com

2. HOLOTHUROIDEA 

I meccanismi di difesa sono molto importanti nel regno animale e ogni organismo sviluppa le proprie tecniche per sfuggire ai predatori. Nei fondali marini, le oloturie o cetrioli di mare, particolari organismi bentonici imparentati con stelle e ricci di mare, hanno un modo speciale per difendersi: di fronte alla minaccia, questi organismi dal corpo molle riescono a irrigidirsi nel giro di pochi secondi!

Micro-elettrodi rigidi-molli per impianti cerebrali 

Jeffrey Capadona, insieme ad altri scienziati, ha l’obiettivo di mimare e trasferire la capacità trasformata dei cetrioli di mare negli impianti cerebrali, in modo da creare degli elettrodi abbastanza rigidi da poter essere impiantati, ma anche abbastanza molli per evitare danni o infiammazioni dell’encefalo. Ed è proprio grazie a questa intuizione che è stato sviluppato un materiale rigido che, una volta impiantato nel cervello, è in grado di assorbire l’acqua presente nell’ambiente, diventando più morbido e flessibile. 

Non è affascinante pensare che, in futuro, malattie come la SLA o l’Alzheimer possano essere curate attraverso la restaurazione di funzioni motorie e/o cognitive proprio grazie all’esempio del cetriolo di mare?

Cetriolo di mare – foto via Canva

3. DISSOSTICHUS MAWSONI & BOREOGADUS SAIDA

Ai due poli opposti del globo abitano il merluzzo dell’Antartico (Dissostichus mawsoni) e il merluzzo polare (Boreogadus saida), famosi per la glicoproteina antigeloImmaginate di dover nuotare in acque le cui temperature possono raggiungere -2°C… beh io congelerei al solo pensiero! Fortunatamente, però, queste due specie di merluzzo riescono a preservare il proprio sangue allo stato liquido anche alle bassisime temperature in cui vivono, perché la glicoproteina presente nel loro sangue svolge la stessa funzione dell’antigelo che usiamo all’interno delle auto, con l’unica differenza che questa molecola è completamente costituita da zuccheri e proteine.

Dai bancali di pesce alle banche di sangue è un attimo!

I ricercatori della Warmick University, ispirandosi alle due specie di merluzzo, hanno sviluppato un nuovo polimero in grado di preservare le sacche di sangue contenute nelle apposite banche di conservazione degli ospedali, risolvendo uno dei problemi maggiori in questo ambito: la formazione di cristalli di ghiaccio che, durante la criopreservazione delle cellule ematiche, possono rappresentare un deterioramento del sangue donato. 

Merluzzo polare – immagine via Wikipedia

4. CETACEI

L’apnea nei cetacei ha sempre affascinato biologi e ricercatori, spingendoli per anni a studiare questa loro capacità. Grazie ad alcuni studi, oggi sappiamo che queste fantastiche creature sono in grado di conservare molto più ossigeno rispetto a noi e ciò è dovuto principalmente all’immagazzinamento di una quantità maggiore di mioglobina (10-20 volte in più), che risulta anche 60 volte più stabile rispetto a quella umana.

L’apnea dei cetacei ispira la produzione di sangue sintetico

La mioglobina ha la funzione di legare reversibilmente l’ossigeno e secondo John Olson, professore di biochimica e biologia cellulare al Rice University di Houston, questa proteina altamente stabile rappresenta per la traumatologia una risorsa essenziale per lo sviluppo di sangue sinteticoQuesto perché più una molecola è stabile, più è possibile ricavare da essa grandi quantità di apoproteina, ovvero la parte proteica dell’emoglobina e della mioglobina in assenza del gruppo eme (responsabile del colore rosso del sangue).

Balene ai poli 4

5. AEQUOREA VICTORIA

Affascinante quanto spaventosa, l’Aequorea Victoria è una medusa bioluminescente in grado di illuminare i fondali marini. Questa sua capacità è data da due proteine chiamate equorina e GFP (Green Fluorescent Protein). Quest’ultima proteina che, normalmente, appare gialla, sotto la luce del sole o la luce ultravioletta emette una luce verdeL’equorina, grazie a determinate reazioni di catalizzazione, rilascia un bagliore blu che, successivamente, viene assorbito dal GFP, per poter emettere e far brillare una bellissima luce verde.

Un gioco di luci salva vita

Queste proteine, oltre a restituirci un fantastico spettacolo, possono rappresentare un’importantissima risorsa per diagnosticare una tra le malattie più diffuse al mondo: il cancroIl Professor Norman Maitland, a capo del gruppo di ricerca dell’Università dello York, è convinto di poter implementare queste proteine bioluminescenti all’interno dei test diagnostici per il cancro.

L’idea sarebbe quella di iniettare e indirizzare la proteina all’interno delle cellule tumorali che, grazie all’utilizzo di una speciale camera, sarebbero in grado di illuminarsi segnalando la presenza anche di minuscole masse maligne, che spesso sfuggono ai normali test di screening. 

Aequorea victoria – foto via Canva

Queste sono solo 5 delle tante specie marine che hanno svolto un ruolo fondamentale all’interno della ricerca scientifica. Continua a seguirci per scoprire di più sull’oceano come musa ispiratrice per la medicina, con la seconda parte dell’articolo!

BIBLIOGRAFIA e SITOGRAFIA
Autrice: Sheeriemae Malaso

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