Il futuro della protezione solare risiede nei batteri: l'ingrediente che potrebbe rivoluzionare le creme estive

Mentre gli esseri umani si affidano a creme e lozioni per proteggersi dal sole, alcuni pesci utilizzano da milioni di anni una propria difesa biologica. Questa difesa si chiama gradusolo, una molecola naturale presente nelle uova di pesce e in diversi organismi marini, in grado di assorbire le radiazioni ultraviolette e ridurre i danni cellulari causati dall'esposizione solare.

Ora, i ricercatori dell'Università di Jiangnan, in Cina, hanno compiuto un passo significativo verso la possibilità di rendere questo composto disponibile per l'uso umano. Secondo uno studio pubblicato sulla rivista Trends in Biotechnology, il team è riuscito a produrre gradusolo in modo sostenibile utilizzando batteri geneticamente modificati, evitando così i problemi ambientali e di scalabilità associati alla sua estrazione diretta in natura.

La ricerca sta suscitando grande interesse perché il composto non solo agirebbe come filtro solare, ma anche come antiossidante, con proprietà paragonabili a quelle della vitamina C.

Come sono riusciti a produrlo in laboratorio?

Fino ad ora, uno dei principali ostacoli era la scarsa disponibilità naturale di gradusolo. Estrarlo da organismi marini era costoso, inefficiente e difficile da scalare per l'uso industriale.

Di fronte a questa situazione, gli scienziati hanno optato per un approccio diverso: trasformare batteri comuni in piccole "fabbriche biologiche".

Il team ha ricostruito il percorso metabolico utilizzato dal pesce zebra per generare gradusolo nel batterio Escherichia coli. Hanno quindi modificato sia la genetica di questi microrganismi sia le condizioni di coltura per aumentarne la resa.

I risultati hanno sorpreso persino i ricercatori. La produzione del composto è aumentata di 93 volte: da soli 45,2 milligrammi per litro a 4,2 grammi per litro.

"L'obiettivo era trovare un metodo scalabile e sostenibile per produrre questa sostanza", ha spiegato Ping Zhang, autore principale dello studio. Ha inoltre precisato che il raggiungimento di questi livelli di produzione in laboratorio rappresenta un segnale promettente per il futuro sviluppo di creme solari a base di ingredienti naturali.

Inoltre, i test hanno dimostrato che quantità relativamente piccole di gradusolo possono bloccare efficacemente i raggi ultravioletti, rafforzandone il potenziale commerciale.

Più che una semplice protezione solare: un antiossidante naturale

L'interesse dell'industria cosmetica per questo composto non si limita alla protezione solare.

Per analizzare questa capacità antiossidante, il team ha sviluppato un test basato sui cambiamenti di colore. Nell'esperimento, un segnale chimico viola diventa giallo quando il gradusolo neutralizza i radicali liberi. Questo meccanismo ha permesso loro di identificare rapidamente quali ceppi batterici producevano le maggiori quantità del composto.

"Il metodo è più semplice, più efficiente e più economico rispetto alle tradizionali analisi chimiche", ha osservato Ruirui Xu, co-responsabile dello studio e ricercatore presso la stessa università.

La ricerca di creme solari più sicure

La ricerca nasce in un contesto di crescente messa in discussione di alcuni ingredienti utilizzati nelle creme solari convenzionali.

Diversi studi hanno messo in guardia sui potenziali effetti negativi di alcuni filtri UV, sia sulla salute umana che sugli ecosistemi marini. In particolare, sussistono preoccupazioni relative alla permeabilità cutanea di alcuni composti, nonché alla loro potenziale tossicità cellulare e allo stress ossidativo.

Tuttavia, gli esperti avvertono che c'è ancora molta strada da fare prima che arrivi sugli scaffali dei negozi e nelle farmacie. Lo studio non ha confrontato le prestazioni di Gradusol con le creme solari commerciali, né ne ha valutato la sicurezza a lungo termine o la fattibilità per una produzione industriale su larga scala. Inoltre, qualsiasi applicazione commerciale dovrà essere sottoposta a processi normativi prima di poter essere immessa sul mercato.

Nonostante ciò, i ricercatori sono ottimisti. Xu ritiene che, con le tecnologie attuali, i primi prodotti basati su questo composto potrebbero comparire entro i prossimi anni.

"Speriamo che le persone guardino oltre i metodi di estrazione tradizionali", ha concluso Zhang. "Le fabbriche microbiche si stanno affermando come un modo più sostenibile per trasferire le scoperte scientifiche nel mondo reale."

Fonte della notizia

Wang J, Wang Y, Wu Q, Zhang Y. Multidimensional engineering of Escherichia coli for efficient biosynthesis of cis-3-hydroxypipecolic acid. Bioresour Technol. 2023 Aug; 382:129173. doi: 10.1016/j.biortech.2023.129173