NanoCosPha


NanoCosPha

Quando le nanotecnologie sono al servizio della cura della persona

Intervista a Massimo Labra e Miriam Colombo

La nanotecnologia è la scienza che si occupa della manipolazione di atomi e molecole su scala nanometrica, ossia nel range compreso tra 1 e 100 nm. Negli ultimi anni si è osservata una continua crescita di importanza dei processi e dei sistemi dimensionati sulla scala nanometrica, tanto che le nanotecnologie sembrerebbero essere alla base della prossima rivoluzione industriale.
Ad oggi, questa scienza interessa diversi comparti industriali e settori di ricerca che spaziano dalle nuove fonti di energia alla medicina, senza naturalmente trascurare la cosmetica. Il ricorso alla nanotecnologia è indubbiamente legato alle migliorate proprietà delle nanoparticelle, ad esempio in termini di colore, trasparenza, solubilità e permeabilità1.
Abbiamo incontrato il Prof. Massimo Labra, docente di Botanica generale, e la Prof.ssa Miriam Colombo, docente di Biochimica clinica all’Università degli Studi di Milano-Bicocca, che ci hanno illustrato un interessante progetto nell’ambito delle nanobiotecnologie applicate ai prodotti cosmetici, insieme agli obiettivi di quello che potremmo definire come il punto d’incontro, di innovazione e collaborazione tra ricerca universitaria e industria per produrre valore per la società.


D. Volendo illustrare NanoCosPha in sintesi, cosa potremmo dire?
R. Difficile farlo in poche parole, ma ci proviamo! Si tratta di un’iniziativa coordinata dal prorettore alla ricerca dell’Università Milano-Bicocca, il Professor Guido Cavaletti, per la realizzazione di un’infrastruttura cofinanziata dalla Regione Lombardia. NanoCosPha è costituita da sei laboratori tecnologici integrati in una logica verticale. Di questi, due sono pre-esistenti al progetto specifico e sono la piattaforma di nanobiotecnologie per lo sviluppo di nanoparticelle ad attività biomedica (PNBT) e il laboratorio di imaging e diagnostica avanzata; gli altri quattro, invece, saranno sviluppati nell’ambito di NanoCosPha e nello specifico saranno dedicati al bioprospecting (ricerca di nuove molecole attive), alla formulazione e nanoformulazione, alla bioinformatica e modellista molecolare, e allo sviluppo precompetitivo. L’infrastruttura, lavorando strettamente con la PNBT, promuoverà lo sviluppo di sistemi innovativi nanostrutturati rivolti al comparto cosmetico e a quello della farmaceutica. L’integrazione della piattaforma all’interno di una più estesa e comprensiva infrastruttura permetterà di realizzare un Hub di innovazione ad alto contenuto tecnologico e culturale, in grado di far incontrare il mondo della ricerca con l’industria, al fine di soddisfarne i bisogni. È importante sottolineare che NanoCosPha nasce per rispondere a una concreta domanda del territorio e del cittadino, che sempre più pone il concetto di benessere, prevenzione e sicurezza al centro degli interessi personali.
NanoCosPha rappresenta quindi la prima infrastruttura a livello nazionale che si pone come sistema di raccordo tra l’istituzione accademica, l’ente pubblico autorevole (Regione Lombardia, ministero) e la fiorente rete di aziende del settore operanti sul territorio.
La missione è affrontare in modo olistico il tema del benessere promuovendo l’innovazione e il trasferimento tecnologico, ma anche la ricerca di base e l’alta formazione di giovani (dottorati, stage, ecc.) attraverso scambi bilaterali tra l’università e l’azienda.

D. Come nasce il progetto?
R. Il progetto nasce con l’obiettivo di colmare il gap tra la ricerca universitaria e le richieste dell’industria, e per rispondere alle esigenze attuali della società moderna in termini di benessere e prevenzione. L’università è abituata a focalizzare le proprie attività di ricerca su tematiche emergenti e a divulgare le scoperte realizzate con le proprie ricerche a mezzo di pubblicazioni; dall’altro lato, l’industria ha bisogno di trasformare queste conoscenze in innovazione e applicazione. Il progetto nasce, pertanto, con l’intento di realizzare insieme questo processo raccogliendo le esigenze delle aziende e costruendo percorsi applicati per realizzare prototipi da testare in ambiente operativo. Questo è fondamentale in quanto creare un nuovo prodotto, formulazione o anche solo proporre una nuova molecola bioattiva per migliorare gli inestetismi, ridurre i fenomeni di invecchiamento o curare patologie rappresenta uno sforzo scientifico ed economico rilevante. Poter eseguire indagini in ambiente di laboratorio e precompetitivo permetterebbe alle aziende di valutare in modo critico la progettualità sia in termini strettamente tecnici (scalabilità, efficacia) sia economici e di marketing (costi, tempi, valore), disponendo di laboratori attrezzati in grado di lavorare in Good Laboratory Practice (GLP) e di strumentazioni di ultima generazione pronte per produrre su scala pilota ciò che è stato messo a punto dalla ricerca in risposta alle esigenze del mercato.
I laboratori coinvolti saranno modernamente equipaggiati per svolgere funzioni complementari volte a coprire i vari stadi di sviluppo dei nano-bioformulati, prodotti cosmetici di nuova generazione e dei nanofarmaci.

D. Quali sono gli obiettivi del medio e lungo termine?
R. Per rispondere a questa domanda è necessario entrare un pochino più nel merito della struttura di NanoCosPha. Come dicevamo poc’anzi, si tratta di un’infrastruttura di ricerca e innovazione a carattere regionale che funge da punto di convergenza tra università, centri di ricerca, IRCCS e aziende ospedaliere; PMI operanti nel comparto dell’industria cosmetica e farmaceutica, Big Pharma e istituzioni pubbliche quali Regione Lombardia, ministero e infrastrutture della Comunità europea.
L’idea di fondo è che i prodotti e i processi originatisi dalle attività svolte all’interno dell’infrastruttura in collaborazione tra università e aziende saranno validati e successivamente sviluppati dall’industria, per essere finalmente immessi nel mercato e produrre valore per la società.
In questa cornice che delinea le condizioni al contorno è noto il punto di arrivo. Abbiamo previsto che dopo una prima fase di messa a punto della piattaforma, che si presume di concludere entro i primi mesi del prossimo anno, passeremo al reclutamento del personale dedicato per poi spostarci verso la terza fase, ovvero il joint lab; quella che amiamo definire come la fase delle vere e proprie sfide su cui si lavora con le aziende per focalizzarsi su che cos’è d’interesse per loro.
Su questo c’è da dire che alcuni lavori sono già in essere. L’università ha già una serie di startup operative e ad oggi in grado di tradurre, o forse sarebbe meglio dire “far incontrare”, le richieste avanzate da alcune aziende con i risultati maturati da parte dell’università.
A questo proposito sono state personalizzate alcune tecnologie: ad esempio abbiamo realizzato la customizzazione di una stampante 3D, e in questo siamo stati, a nostro avviso, gli assoluti pionieri del settore, per la produzione di nanoprodotti ad hoc.
Ci teniamo inoltre a sottolineare che non proponiamo solo tecnologia, ma cultura del benessere attraverso percorsi di alta formazione e progetti di dottorato industriale, in cui anche manager di azienda potranno acquisire competenze innovative volte a rafforzare il valore dell’azienda italiana e dei suoi prodotti nel mercato globale.

D. Chi troviamo coinvolto in prima linea?
R. Tra i principali stakeholder si individuano le aziende, le associazioni di categoria e le società di collaborazione tra le aziende farmaceutiche e cosmetiche lombarde, oltre che gli enti e i soggetti operanti in ambito regolatorio. Infine, l’Università degli Studi di Milano-Bicocca opera ormai da diversi anni con strategie di pianificazione Responsible Research and Innovation (RRI), ovvero analizziamo, discutiamo e condividiamo le strategie di ricerca in ogni sua fase con gli stakeholder, in modo tale che ciascuna fase del progetto sia ottimizzata e orientata alla società. Questo rappresenta un’importante garanzia di trasparenza e partecipazione, oltre che di elevata trasferibilità alla comunità. La finalità di tutto questo lavoro è produrre valore per il territorio e quindi benessere per i cittadini.

D. Focalizziamoci sulla scelta del comparto: “Come mai proprio quello cosmetico?”
R. Sul territorio italiano in generale ma lombardo in particolare è un comparto fortemente rappresentato e la Regione Lombardia è stata in grado di cogliere questo potenziale; inoltre è caratterizzato da un’elevata dinamicità, domanda d’innovazione e non teme grandi sfide come quella del Green Deal che cambierà drasticamente tutti i processi produttivi e non solo. Il focus specifico del progetto sarà rivolto a skin care, trattamenti anti-age, antiossidanti e antinfiammatori, ma siamo aperti anche ad altre sfide.

D. Come mai si è scelto di scendere fino alle dimensioni nano?
R. Sfruttando le nanoparticelle come vettori è possibile trasportare molecole insolubili o che non hanno una buona bio-distribuzione a un sito specifico; le nanoparticelle vengono stabilizzate e ne viene favorito l’assorbimento proprio là dove è richiesto. Se pensiamo ad esempio al comparto farmaceutico, il nano può essere utilizzato per realizzare una co-somministrazione, ovvero la somministrazione di più prodotti simultaneamente, necessaria nel caso di alcune patologie.
Consideriamo che il mondo nano è molto ampio: nel nostro corpo sono presenti particelle biomimetiche come le proteine ricombinanti che svolgono il ruolo di carrier e che quindi possono veicolare farmaci senza la comparsa di effetti avversi.
Altro vantaggio non trascurabile è che diminuendo le dimensioni si possono ridurre le quantità di principi attivi somministrati senza ridurne l’efficacia. Inoltre, le molecole d’interesse possono essere veicolate in modo più preciso e veloce senza riscontrare perdite in termini di attività.
A livello topico, tipica esposizione dell’uomo ai cosmetici, si potrà osservare l’effetto locale atteso senza avere effetti sistemici. Pensando ai farmaci, a seguito della somministrazione orale si assisterà a una minore degradazione a livello dello stomaco favorendone l’assorbimento.

D. Avete mai riscontrato una certa diffidenza del mercato nei confronti delle molecole nano?
R. Come per tutti i prodotti d’innovazione c’è bisogno di tempo, anche se non dobbiamo perdere la sfida globale. Come ricercatori ci sentiamo confidenti che i tempi di trasferimento non saranno lunghissimi. Possiamo certamente dire che la tecnologia di cui disponiamo oggi è molto precisa e permette di valutare ed escludere eventuali fattori tossici piuttosto che accumuli di particelle. Al contrario sottolineiamo che i pericoli sono altri. Ad esempio, metodi un po’ alchimisti di uso maldestro di estratti vegetali non controllati possono introdurre nei prodotti metaboliti attivi indesiderati che possono anche avere effetti negativi sulla salute umana.

D. Ora rivolgiamo l’attenzione a un tema che è sempre più sentito dalle industrie e dai consumatori, al punto da divenire determinante nelle scelte di entrambi: la sostenibilità. Come si connota questo progetto, e più in generale la nanotecnologia, rispetto alla sostenibilità?
R. NanoCosPha procederà a grandi passi nella direzione della sostenibilità, basti pensare che il primo laboratorio realizzerà estrazioni di prodotti bioattivi da matrici vegetali con fluidi supercritici a bassissimo impatto ambientale. Anche la scelta delle matrici terrà in considerazione i principi dell’economia circolare, ad esempio non escludiamo di impiegare anche prodotti di scarto provenienti dall’agricoltura. In termini generali, consideriamo che ricorrendo al “nano” tutto può essere ridotto di scala, anche la quantità di prodotto bioattivo, di formulato e di conseguenza il packaging, senza però perdere l’efficacia del prodotto.
Inoltre, formulare qualcosa (che sia un farmaco o un cosmetico) ad hoc per classi di destinatari consente di valutare meglio i quantitativi, razionalizzare le produzioni e quindi gli ridurre gli sprechi.

D. Come mai un’impresa dovrebbe decidere di investire in questo progetto?
R. Ci sono almeno tre ragioni. La prima è quella più tecnica. Da osservazioni condotte e dalla nostra conoscenza del mercato degli ingredienti abbiamo notato che spesso le molecole bioattive impiegate sono “sempre le stesse”. C’è dunque bisogno di innovazione e la ricerca offre già numerosi spunti: rinnovare sia il parco molecole sia la taglia e la strategia di formulazione, diversificare il target che permetterà di ampliare il mercato, competere sul mercato globale e migliorare l’efficacia dei composti e la soddisfazione del consumatore.
La seconda motivazione è culturale: la cosmesi è molto più che un prodotto per “apparire meglio”. Vogliamo proporre la cultura del benessere come un sistema integrato in cui cosmetici, alimentazione e attività fisica cooperino per modificare lo stile di vita del cittadino del XXI secolo.
L’ultimo elemento è sociale: crediamo che la prevenzione sia il vero obiettivo delle società moderne e in questo contesto la cosmesi può crescere molto. Non vogliamo curare gli inestetismi ma prevenirli; non si può ritornare giovani ma si può invecchiare meglio, prevenire fenomeni infiammatori, disbiosi e fenomeni di stress che spesso sono alla base di molte malattie multifattoriali.
Quindi in quest’ottica il progetto rappresenta sicuramente una buona opportunità di innovazione.

Per informazioni
Università Milano-Bicocca • Dipartimento di Biotecnologie e Bioscienze
tel +39 02 64483472 • massimo.labra@unimib.it • miriam.colombo@unimib.it • www.unimib.it

 

1Raj S, Jose S, Sumod US et al (2012) Nanotechnology in cosmetics: opportunities and challenges.
J Pharm Bioallied Sci 4(3):186-193