Come superare la barriera intestinale: nuove strategie per la somministrazione di bioinsetticidi

Le ricerche volte all’identificazione di bioinsetticidi devono essere affiancate da studi che abbiano come obiettivo la definizione di opportune strategie di somministrazione. Queste strategie devono assicurare che le molecole ad attività insetticida somministrate oralmente possano raggiungere i target posti all’interno del corpo dell’insetto in quantità sufficiente a esercitare efficacemente il loro effetto tossico. Occorre quindi facilitare il loro passaggio attraverso la barriera intestinale, costituita dalla membrana peritrofica (MP) e dall'epitelio intestinale assorbente, alterando le proprietà di filtro della MP e agendo sulle vie di permeazione dell'epitelio. Abbiamo dimostrato che alterazioni delle proprietà di barriera della MP causate da una chitinasi ricombinante di origine virale determinano un aumento della concentrazione ectoperitrofica di piccoli peptidi attivi e quindi del loro flusso attraverso la barriera intestinale. La somministrazione dell’enzima chitinolitico in associazione con molecole ad attività insetticida rappresenta quindi una strategia molto promettente. Superata la MP, le molecole devono oltrepassare l'epitelio intestinale, e nel loro movimento dal lume all’emocele seguono, a seconda delle loro proprietà chimico-fisiche e biologiche, la via paracellulare, costituita dalle membrane laterali di due cellule adiacenti e dal complesso giunzionale, o la via transcellulare. Lo studio dei meccanismi cellulari e molecolari coinvolti nel passaggio di peptidi e proteine attraverso queste due vie, ci ha permesso di individuare strategie idonee ad aumentarne la permeabilità. Riguardo alla via paracellulare, abbiamo identificato un acido grasso a catena media che, interagendo con specifiche proteine di membrana, attiva un pathway intracellulare, che porta ad un aumento della concentrazione citosolica di calcio e ad un incremento della permeabilità paracellulare. L’aumento dell’assorbimento di proteine attraverso la via transcellulare potrebbe essere ottenuto grazie a una macromolecola che abbiamo dimostrato essere internalizzata nelle cellule intestinali in modo estremamente efficiente da un recettore multiligando. Tale macromolecola, o suoi specifici domini, potrebbero essere utilizzati come vettore per incrementare l’assorbimento di proteine ad attività insetticida poco permeabili. Abbiamo anche dimostrato che un’altra strategia efficace a tale scopo è l’impiego dei Cell Penetrating Peptides (CPP), peptidi ricchi di amminoacidi basici formati da circa 30 residui amminoacidici, che, in insetto come in mammifero, possono essere utilizzati come vettori per potenziare l’ingresso in cellula di macromolecole incapaci di attraversare le membrane plasmatiche.