Nobel per la Chimica, cos’è la click chemistry e perché sta portando il massimo beneficio all’umanità

Il Premio Nobel per la Chimica 2022 è stato assegnato oggi a Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal e K. Barry Sharpless “per lo sviluppo della click chemistry e della chimica bioortogonale”. Un’assegnazione che riguarda la semplificazione di processi difficili. Barry Sharpless e Morten Meldal hanno gettato le basi per una forma funzionale di chimica, detta “click chemistry” nella quale i blocchi molecolari si uniscono in modo rapido ed efficiente. Carolyn Bertozzi ha portato la click chemistry, la “chimica a scatto”, in una nuova dimensione ed ha iniziato ad utilizzarla negli organismi viventi.

I chimici sono stati a lungo guidati dal desiderio di costruire molecole sempre più complicate. Nella ricerca farmaceutica, ciò ha spesso comportato la ricreazione artificiale di molecole naturali con proprietà medicinali. Ciò ha portato a molte costruzioni molecolari ammirevoli, ma generalmente richiedono tempo e sono molto costose da produrre. “Il Premio per la Chimica di quest’anno si occupa di non complicare eccessivamente le cose, ma di lavorare con ciò che è facile e semplice”, ha affermato Johan Åqvist, presidente del Comitato Nobel per la Chimica. “Le molecole funzionali possono essere costruite anche seguendo un percorso semplice.”

K. Barry Sharpless è nato nel 1941 a Philadelphia, in Pennsylvania ed ha ottenuto il dottorato di ricerca nel 1968 presso la Stanford University, negli Stati Uniti. È attualmente Keck Professor presso lo Scripps Research di La Jolla, negli USA. Barry Sharpless ha ricevuto oggi il suo secondo Premio Nobel per la Chimica. Nel 2000, ha coniato il concetto di click chemistry, che è una forma di chimica semplice e affidabile, in cui le reazioni si verificano rapidamente e si evitano sottoprodotti indesiderati. Morten Meldal è nato nel 1954 in Danimarca. Il suo dottorato di ricerca del 1986 presso l’Università Tecnica della Danimarca lo ha portato a diventare professore all’Università di Copenaghen. Poco dopo la nascita della click chemistry, Morten Meldal e Barry Sharpless, indipendentemente l’uno dall’altro, hanno presentato quello che oggi è il fiore all’occhiello della chimica a scatto: la cicloaddizione azide-alchino catalizzata dal rame. Questa è una reazione chimica elegante ed efficiente che ora è ampiamente utilizzata. Tra molti altri usi, viene utilizzata nello sviluppo di prodotti farmaceutici, per mappare il DNA e creare materiali più adatti allo scopo.

Carolyn R. Bertozzi è nata nel 1966 negli Usa. Ha raggiunto il suo dottorato di ricerca nel 1993 presso la University of California, Berkeley ed è ora professoressa presso la Stanford University, negli Stati Uniti. Carolyn Bertozzi, membro anche lei come altri premi Nobel di quest’anno dell’Accademia Nazionale dei Lincei, ha portato la click chemistry ad un nuovo livello. Per mappare biomolecole importanti, ma sfuggenti sulla superficie delle cellule – i glicani -, ha sviluppato reazioni a scatto che funzionano all’interno degli organismi viventi. Le sue reazioni bioortogonali avvengono senza interrompere la normale chimica della cellula.

Bertozzi, biologa e chimica americana sia della Stanford University che dell’Howard Hughes Medical Institute, è nota per aver sviluppato tecnologie innovative che hanno aperto nuove strade. Da sempre è impegnata nella didattica e divulgazione scientifica, Carolyn Bertozzi è socia straniera dell’Accademia Nazionale dei Lincei, è membro eletto della National Academy of Medicine, della National Academy of Sciences e della American Academy of Arts and Sciences. Ha anche ricevuto il premio Lemelson-MIT, una borsa di studio della Fondazione MacArthur, il premio Chemistry for the Future Solvay e il Wolf Prize.

“Siamo orgogliosi di questo Nobel che dimostra la fondamentale importanza – come da obiettivo tradizionale dell’Accademia – dell’azione sinergica tra differenti campi del sapere, in questo caso chimica verso biologia attraverso l’uso di complesse architetture molecolari affrontate con tecniche ingegneristiche, per un risultato di grande impatto nell’applicazione alle scienze della salute”, hanno commentato Roberto Antonelli e Giorgio Parisi, rispettivamente presidente e vicepresidente dell’Accademia Nazionale dei Lincei. Queste reazioni sono ora utilizzate a livello globale per esplorare le cellule e tracciare i processi biologici. Utilizzando reazioni bioortogonali, i ricercatori hanno migliorato il targeting dei farmaci antitumorali, che ora sono testati in studi clinici. Il potenziale commerciale della click chemistry è enorme. Ad esempio, le applicazioni potrebbero riguardare la separazione per elettroforesi su gel bidimensionale, la modifica di prodotti naturali e farmaceutici, la scoperta di prodotti naturali, la scoperta di nuovi farmaci, la chimica supramolecolare, nella nanotecnologia e nei biomateriali. La click chemistry e le reazioni bioortogonali hanno portato la chimica nell’era del funzionalismo. “Questo sta portando il massimo beneficio all’umanità”.

Alessandro Berlingeri