"Smart Drugs": Tecnologie Innovative di Caratterizzazione, Identificazione e Determinazione in Campioni Biologici e non Biologici e loro Applicazione nelle Scienze Biomediche Forensi

Data inizio
31 maggio 2010
Durata (mesi) 
24
Dipartimenti
Diagnostica e Sanità Pubblica
Responsabili (o referenti locali)
Tagliaro Franco
Parole chiave
Smart drugs, spettrometria di massa ad alta risoluzione, elettroforesi capillare

La recente diffusione nel mercato delle cosi dette Smart Drugs (SD’s), nuove molecole psicotrope atte a provocare dipendenza, è divenuta un problema di grave attualità nei paesi occidentali e specificamente nell’Unione Europea. Particolare allarme è dato dal fatto che tali molecole, per la loro novità e la breve permanenza sul mercato, spesso non sono incluse nelle tabelle nazionali ed internazionali degli stupefacenti e delle sostanze controllate e pertanto sono in libera vendita in “Smart Shops” e tramite “e-commerce”. Nonostante una attivazione di “sistemi di allerta rapida” negli stati dell’Unione, basati essenzialmente sulla segnalazione di casi di intossicazione riconducibili anamnesticamente o su base circostanziale a composti potenzialmente contenenti SD’s, la tecnologia analitica per la determinazione di tali composti nelle preparazioni in vendita e nei campioni biologici di soggetti intossicati è oggi assai inadeguata. Infatti essa tradizionalmente si basa su immunoassay che non sono specifici per molecole nuove strutturalmente dissimili dagli immunogeni impiegati in sede di produzione, ovvero su tecnologia cromatografica (GC/HPLC) accoppiata a spettrometri di massa a bassa risoluzione (MS, MS-MS). Tale strumentazione basa il potere identificativo sulla selettività della separazione cromatografica integrata dalla selettività della frammentazione in MS e quindi, pur idonea alla determinazione di molecole la cui ritenzione cromatografica e i cui pattern di frammentazione sono noti, risulta fortemente carente quando si debbano identificare e determinare molecole nuove come le SD’s.

Su questa base, il presente progetto si propone l’allestimento di tecnologia analitica innovativa idonea al riconoscimento e alla determinazione di molecole incognite in preparazioni commerciali e in campioni biologici di soggetti consumatori senza necessità di standard primari e di spettri di frammentazione noti. La tecnologia analitica proposta si basa sull’accoppiamento della spettrometria di massa ad alta risoluzione (HRMS) con tecniche di separazione cromatografiche ed elettroforetiche miniaturizzate, rappresentando un ibrido di tecniche basate su principi chimico-fisici differenti, e quindi di utile integrazione ai fini della selettività analitica, ciascuna delle quali, attraverso algoritmi differenti, può fornire informazioni strutturali su composti analizzati incogniti, prescindendo dalla disponibilità di standard primari, dalla conoscenza degli spettri di massa e di altre caratteristiche chimico-fisiche degli stessi. Lo sviluppo di tale tecnologia sarà affiancato dall’ottenimento per estrazione o per sintesi dei composti di interesse in forma pura per impiego come standard per analisi quantitativa e per studiarne le caratteristiche chimico fisiche e farmacologiche in esperimenti in vivo e in vitro.

Il progetto prevede anche l’identificazione, l’isolamento e la caratterizzazione dei principali metaboliti delle SD’s identificate, al fine di allestire metodi analitici per la loro determinazione nei campioni biologici, a scopo diagnostico. La fase finale del progetto prevede anche l’allestimento di metodologie analitiche applicabili su strumentazione corrente (GC/MS, GC/MS-MS, HPLC/MS-MS) allo scopo di determinare le più rilevanti SD’s e i loro metaboliti biologici nei laboratori di tossicologia analitica operanti sul territorio nazionale.



Lo sviluppo di tale progetto prevede la collaborazione di quattro Unità di Ricerca (una di tossicologia forense con specifiche competenze nella HRMS, una con competenze farmaceutiche e farmaco-tossicologiche, una di chimica analitica ed una di tecnologia delle separazioni) adeguatamente qualificate nelle rispettive aree di competenza, dotate di moderna e completa strumentazione, e perfettamente integrabili nel progetto, anche sulla base di precedenti esperienze di cooperazione.



I risultati attesi consentiranno la rapida identificazione delle SD’s per un efficace controllo della loro diffusione sul territorio, al fine di predisporre adeguate misure di contrasto, nonché una rapida ed accurata diagnosi dei casi di intossicazione acuta e cronica nell’uomo, con indubbi benefici sul piano preventivo e terapeutico. Saranno contestualmente ottenute informazioni strutturali sulle SD’s e sulle caratteristiche farmacologiche e tossicologiche delle stesse. Saranno infine perfezionati innovativi algoritmi per la caratterizzazione di molecole incognite e sistemi di interfacciamento ad alta efficienza tra tecniche micro-separative e HRMS.

Partecipanti al progetto

Attività

Strutture