L’eparina, uno dei farmaci anticoagulanti più diffusi al mondo, potrebbe presto andare incontro alla rivoluzione che ha investito l’insulina negli anni 80 del secolo scorso passando dall’estrazione da organi animali alla produzione in laboratorio. Ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute di Troy, in Usa, hanno infatti messo a punto una procedura per la produzione di una eparina bioingegnerizzata che non prevede l’uso di animali. Il processo è stato illustrato sulla rivista Pnas.

L’eparina è tra i farmaci più usati al mondo e ha una vasta gamma di impieghi, dalla prevenzione e il trattamento di fenomeni coagulatori, alla chirurgia o alla dialisi. «Di conseguenza è nella lista dei farmaci essenziali dell’Oms», scrivono i ricercatori. Oggi viene estratta soprattutto dall’intestino dei maiali. «Quasi 100 tonnellate di eparina vengono prodotte ogni anno in tutto il mondo, da quasi un miliardo di maiali, e il mercato globale dell’eparina è stato di circa 7,4 miliardi di dollari nel 2022», aggiunge il team. 

«Oltre il 70% dell’eparina proviene da un unico Paese di origine (Cina) e i tentativi di diversificare la catena di approvvigionamento sono stati impegnativi», spiegano i ricercatori. Queste modalità di produzione hanno reso l’eparina molto vulnerabile a episodiche carenze. Per esempio, «un’epidemia di sindrome respiratoria e riproduttiva dei suini tra il 2006 e il 2007 ha reso necessario l’abbattimento in massa, con conseguente drastico calo della fornitura di eparina grezza».

Ideare strategie di produzione alternative è una priorità. 

«L'eparina è stata scoperta più di 100 anni fa, ma solo di recente abbiamo avuto le tecniche per iniziare a provare a produrla in laboratorio», ha affermato il coordinatore dello studio Jonathan Dordick. «A differenza dell’insulina – un altro medicinale molto importante che veniva dai maiali e ora è prodotto dall’uomo – l’eparina non è solo una singola proteina o molecola, ma una catena complessa di vari carboidrati. Ciò rende molto difficile sintetizzarla in un modo che si traduca in un contesto di produzione di grandi dimensioni».

Esiste un prodotto di sintesi chimica simile all’eparina (fondaparinux), ma - fanno notare i ricercatori - le differenze sono sostanziali, «è ottenuto in rese molto basse ed è costoso».

Nel nuovo studio, il gruppo ha illustrato una strategia efficiente in laboratorio per produrre il farmaco. Nella ricerca è stata individuato una procedura che sfrutta il batterio Escherichia coli per produrre un analogo dell’eparina bioingegnarizzata. Il prodotto, dopo diversi passaggi, viene convertito in una molecola molto simile all’eparina a basso peso molecolare attualmente in commercio. 

Con la procedura si fa qualcosa di simile a un albero di Natale, spiega Dordick. «Iniziamo dal nucleo della struttura dell’eparina, che è come un albero spoglio. Poi, utilizzando vari enzimi, aggiungiamo le molecole: gli addobbi, le ghirlande, le luci. Come si può immaginare, ci sono molti modi per decorare un albero, quindi la sfida è ottenere la decorazione giusta per produrre l’eparina».

Al momento il gruppo sta lavorando, anche insieme all’Fda, per passare dalla produzione in laboratorio a una in scala industriale.

«Il nostro lavoro consentirà di produrre eparina che sia costantemente disponibile e sicura», ha concluso Dordick.