Since when it was coined over two decades ago, the expression chemical biology have been widely debated for the semantic importance of the noun and the attribute. Yet, rather than being a kind of “applied chemistry” or “another branch of biology”, chemical biology is a truly interdisciplinary science that requires both components and is related to medicinal chemistry more than any other discipline.

Some years ago, a catholic Italian writer, Sergio Quinzio, wrote a visionary romance, Mysterium Iniquitatis, where the last Pope promulged, ex cathedra, the dogma of the end of the Catholic Church. For some strange reason, this came to my mind when the executive committees of European (including Italy) medicinal chemistry societies started discussing whether chemical biology should be included in the scope of medicinal chemistry. Is this an ‘apostasy’ or is it perhaps the birth of new opportunities? Here my reflections.

In questa nota sono riportati i contributi a La Chimica e l’Industria firmati dai Presidenti della SCI durante il periodo del loro incarico. La rassegna mette in luce, laddove esistono, eventuali considerazioni relative alla gestione de La Chimica e l’Industria.

Ciamician è stato un pioniere della fotochimica e un profeta dell’energia solare, mentre i chimici del suo tempo erano presi dallo studio delle reazioni termiche e dalla ricerca disperata di fonti energetiche fossili, soprattutto nel dopoguerra per far ripartire l’industria. Ci si accorge di questo anche sfogliando i primi volumi del Giornale di Chimica Industriale, fondato nel 1919. Questo articolo presenta l’evoluzione del panorama energetico negli ultimi cento anni, con particolare attenzione alla situazione italiana, e le prospettive future.

La chemical biology si basa su sonde molecolari come strumenti di indagine biologica. Queste sonde per essere efficaci devono essere progettate razionalmente. La strategia di ibridazione molecolare permette di creare sonde bifunzionali combinando due entità bioattive. Tale approccio è stato utilizzato per lo studio degli eteromeri dei recettori oppioidi, per il design di ligandi bivalenti per la malattia di Alzheimer e per lo sviluppo dei PROTAC.

La chemical biology è una disciplina vicina alla chimica farmaceutica strettamente connessa al processo di drug discovery mediante uno scambio di ruolo di inibitori/ligandi e probe molecolari. In tre esempi di applicazione della chemical biology-drug discovery vengono illustrati i linker per la bioconiugazione, le sonde fluorescenti in studi di interazione farmaco-recettore cellulare (target engagement) e l’indagine proteomica dei meccanismi biologici d’azione di inibitori specifici.

Con l’uso sistematico di agenti antitumorali altamente profilati (principi attivi di farmaci, molecole guida di precedenti progetti di ricerca oncologica) si possono sondare i contesti di sensibilità di cellule tumorali e valutare, fin dalle prime fasi di ricerca, le opportunità e necessità di colpire combinazioni di bersagli farmacologici per agire al meglio su patologie complesse e resistenti.

Un meccanismo emerso di recente come parte del “calcium toolkit” della cellula è il SOCE, che consiste nell’ingresso di calcio dall’esterno a seguito dello svuotamento del reticolo endoplasmatico. La scoperta di small molecules che modulino questo evento cellulare e le proteine coinvolte è di importanza cruciale, sia per la miglior comprensione del ruolo fisiopatologico del SOCE, ancora poco conosciuto, sia per lo sviluppo di nuove terapie farmacologiche.

Frontiers for Young Minds è una rivista scientifica divulgativa pensata per ragazzi. I ragazzi sono i veri protagonisti di questa iniziativa: non solo come lettori, ma soprattutto come revisori. Un processo di peer review coinvolgente e innovativo mette a confronto ricercatori e ragazzi, con risultati costruttivi da entrambe le parti.

Ispirato dalla grande potenzialità dei cianobatteri, il gruppo di ricerca The BlueChemistryLab dell’Università di Napoli “Federico II” ha messo a punto una nuova strategia multidisciplinare di monitoraggio ambientale, volta all’individuazione di fioriture di cianobatteri e loro metaboliti secondari, siano essi tossine e/o potenziali lead compound farmacologici.

Negli ultimi anni, le fuel cells hanno attratto un notevole interesse commerciale per la loro elevata efficienza e il loro ridotto impatto ambientale. L’applicazione su larga scala di questi dispositivi non può essere tuttavia razionalizzata se i costosi catalizzatori a base di platino non vengono sostituiti. Per incontrare le richieste del mercato, nuovi materiali carboniosi privi di metalli nobili sono stati proposti come validi sostituti.

L’elettrochemiluminescenza (ECL), in cui uno stato elettronicamente eccitato è generato elettrochimicamente, è essenzialmente una reazione di chemiluminescenza sulla superficie dell’elettrodo che viene avviata e controllata dall’applicazione di un potenziale. Questa emissione può essere potenziata da aggregati supramolecolari, basati su complessi di platino(II), e materiali ibridi costituiti da nanoparticelle di carbonio e complessi metallici, risultando eccellenti alternative rispetto all’attuale Ru(bpy)32+.

In questo lavoro di tesi magistrale, condotto presso il Dipartimento di Chimica dell’Università degli Studi di Milano sono state indagate le potenzialità delle nanoparticelle d’oro in elettrodi compositi per applicazioni in catalisi e sensoristica. I sistemi ibridi investigati (Au+Pd o Pt, Au+TiO2 e Au+grafene) mostrano caratteristiche e prestazioni differenti rispetto ai singoli componenti, indicando l’instaurarsi di un intimo contatto tra i materiali, che genera strutture nuove e con proprietà incrementate rispetto ai sistemi iniziali.

Nanoparticelle, il cui nucleo metallico sia di dimensioni inferiori ai 2 nm, vengono di solito chiamati nanocluster ed hanno delle proprietà peculiari. Questa definizione è giustificata perché nanoparticelle di maggiori dimensioni possono avere bande plasmoniche, mentre i nanocluster hanno solo deboli proprietà metalliche, con risposte optoelettroniche interpretabili con l’approccio TD-DFT.