Cos’è l’omochiralità della vita e come i Nobel per la Chimica 2026 hanno rivoluzionato la farmaceutica

Molte molecole biologiche possono esistere in due varianti speculari, ovvero identiche ma non sovrapponibili, come lo sono le nostre mani destra e sinistra. Nonostante ciò, nella quasi totalità dei casi soltanto una delle due trova spazio nelle proteine delle nostre cellule. La vita viene definita omochirale, termine che deriva dalle parole greche "stesso" e "mano", proprio per questo motivo: viene privilegiato uno dei due enantiomeri, ovvero una delle due forme speculari, destra o sinistra. Un esempio classico è quello degli amminoacidi, i cosiddetti mattoni della vita alla base delle proteine, che sono tutti enantiomeri di tipo levogiro o L (cioè orientati a sinistra), ad eccezione della glicina, che non è chirale. D'altro canto, gli zuccheri presenti negli acidi nucleici come il DNA (acido desossiribonucleico) e l'RNA (acido ribonucleico) sono destrogiri (D). Questa è l'omochiralità.

Nonostante le molecole biologiche possano esistere nelle due forme differenti, la vita si è evoluta scegliendo solo una delle due forme, a seconda del "progetto". Le ragioni dietro queste preferenze sono ancora oggi oggetto di studio, oltre a rappresentare uno dei grandi misteri della scienza. Ciò che è certo è che la chiralità, per lungo tempo, ha tormentato i chimici, perché le leggi della chimica non privilegiano una delle due forme speculari, mentre la vita sì. Le reazioni chimiche condotte in laboratorio per ottenere una determinata molecola inizialmente portavano quasi sempre a ottenere quantitativi uguali dei due enantiomeri (50 L e 50 D, la cosiddetta miscela racemica), un risultato non apprezzato dagli scienziati proprio per il principio dell'omochiralità. Nel nostro organismo, infatti, solo uno dei due enantiomeri ha l'effetto desiderato; pertanto, per ottenere un dato farmaco, si deve scartare gran parte di ciò che si è ottenuto con una reazione chimica. Gli enzimi e i recettori, ad esempio, sono anch'essi chirali, quindi l'enantiomero di un farmaco può curare, non produrre effetti o essere persino tossico per l'organismo, anche se la formula chimica per ottenere le due forme è la stessa. Il caso più emblematico è quello della talidomide, commercializzata come sedativo oltre mezzo secolo fa. I due enantiomeri avevano effetti molto diversi: uno era sedativo, l'altro provocava gravi malformazioni del feto. Per queste ragioni è fondamentale produrre l'enantiomero giusto per offrire gli effetti terapeutici desiderati.

Gli scienziati compresero che gli enantiomeri potevano avere effetti biologici diversi e che quindi era essenziale controllare la chiralità dei farmaci. Per ottenere l'enantiomero desiderato, in passato, venivano usati metodi spesso inefficienti, molto costosi e difficili da applicare a livello industriale. Ed è qui che entrano in gioco i vincitori del premio Nobel per la Chimica 2026, Henri B. Kagan dell'Università di Parigi-Sud (Francia) e Kenso Soai dell'Università delle Scienze di Tokyo (Giappone).

Negli anni '80 il professor Kagan studiava le reazioni asimmetriche, ovvero quelle in cui sussisteva una piccola preferenza iniziale per uno dei due enantiomeri, ad esempio 51 L e 49 D. Grazie ai suoi studi capì che questa leggera differenza iniziale poteva essere sfruttata per guidare la reazione chimica, fino a ottenere come risultato finale una parte preponderante di uno dei due enantiomeri (ad esempio 95 L e 5 D). In pratica, si amplifica il vantaggio iniziale per produrre un grande quantitativo di ciò che si desidera, un fenomeno noto come effetto non lineare. Il suo elegantissimo approccio ha gettato le basi per la moderna sintesi asimmetrica, oggi al centro della chimica farmaceutica. Grazie a Kagan, infatti, non era più necessario produrre grandi quantità di enantiomeri da scartare o adottare metodi scarsamente efficienti, ma si poteva ottenere direttamente il composto con la chiralità desiderata. Oggi molte sintesi farmaceutiche avanzate, comprese quelle di numerosi farmaci antitumorali, sfruttano principi derivati dagli studi sulla sintesi asimmetrica sviluppati anche grazie alle sue intuizioni.

Il professor Soai compì il passo successivo rispetto al collega, mettendo a punto una reazione chimica che si autocatalizza. In parole semplici, nella reazione dello scienziato nipponico non solo si ottiene l'enantiomero desiderato, ma quest'ultimo aiuta a produrne altro: in pratica diventa il catalizzatore di se stesso, amplificando passaggio dopo passaggio la percentuale di uno dei due enantiomeri fino a far restare praticamente solo quello necessario e ottenendo pertanto l'omochiralità. "A parte la vita stessa, nessuno aveva mai raggiunto un simile risultato", ha scritto la Fondazione Nobel commentando l'importante scoperta dello scienziato nipponico. Non c'è dunque da stupirsi che i due scienziati siano stati insigniti della più importante onorificenza scientifica da parte dell'Accademia Reale Svedese delle Scienze.