Progetto

Tra le numerose piante produttrici di lignani, il genere Linum rappresenta una delle fonti più ricche di tali molecole. Le diverse specie di lino possono crescere facilmente sia in pieno campo che in vitro come colture cellulari rendendo questa pianta interessante per la produzione industriale di molecole bioattive (lignani). Le oltre 200 specie di lino che producono 3 classi di lignani possono essere suddivise sulla base della classe di lignano prodotto:

  • 1° Gruppo: specie produttrici di aryltetralin-(AT), es. podofillotossina (PTOX) molecole con attività citotossica e antivirale. La PTOX viene principalmente utilizzata come precursore nella sintesi chimica di chemioterapici come l’etoposide (VePesid®).
  • 2° gruppo: specie produttrici di arylnaphthalene-(AN) and aryldihydroarylnaphthalene (ADN) lignani, es. justicidina B, molecola fortemente citotossica identificata per la prima volta nel 1965 nella Justicia hayatai var. decumbens. Successivamente, sono state attribuite a questa molecola numerose proprietà, come l’attività fungicida, antivirale, antibatterica, antiparassitaria, pescicida, anti-aggregante e anti-infiammatoria.
  • 3° gruppo: specie produttrici di dibenzylbutanediol-type (DBBL) lignani, es. secoisolaricilresinol diglucoside (SDG), composto nutraceutico, precursore nella sintesi degli enterolignani, metaboliti prodotti dalla microflora intestinale umana che hanno mostrato attività preventiva verso diversi tumori e disordini cardiovascolari.

Il progetto InFlaMe si pone come scopo quello di ottimizzare la produzione di queste molecole, normalmente prodotte dalle piante a bassa concentrazione. La tecnologia utilizzata a tal fine prevede l’impiego di colture cellulari ottenute da tre diverse specie di lino che producono tre differenti classi di lignani. Con lo scopo di aumentarne la produzione, approcci biotecnologici basati sull’utilizzo di specifici elicitori e tecniche di ingegneria metabolica verranno applicati a tali colture. In prospettiva, questa tecnologia permetterebbe di raggiungere una produzione su larga scala di molecole ad alto valore aggiunto ottenibili, ad oggi, solo in piccola quantità e con l’estrazione diretta dalle specie vegetali produttrici.

I profili metabolici di ciascuna coltura saranno monitorati e caratterizzati mediante Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR). L’NMR, insieme ad altre tecnologie come la Cromatografia Liquida ad Alta Prestazione (HPLC), permetterà inoltre di determinare la quantità dei composti di interesse prodotti dalle diverse colture cellulari al fine di valutare quali tra i diversi approcci risulti essere il migliore e di stabilire quali specie di lino siano le più promettenti in termini di produttività. Fatte queste valutazioni, il progetto prevede il passaggio dapprima in un bioreattore su scala ridotta per stabilire la fattibilità del processo, e successivamente il passaggio su larga scala per la produzione vera e propria del composto di interesse.

Processo produzione molecole bioattive (lignani)

La ricerca è sostenuta dalla Fondazione Cariplo nell'ambito del programma sulle Biotecnologie e sulla Bioeconomia, n. prog. 2016-0700.