Alghe Brune dei Caraibi Colombiani: Il Mio Viaggio alla Scoperta di Super Filtri Solari Naturali!

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un’avventura scientifica che profuma di mare e di sole, direttamente dalle splendide coste caraibiche della Colombia. Immaginatevi acque cristalline, una biodiversità marina da togliere il fiato e… alghe! Sì, avete capito bene, quelle che spesso vediamo ondeggiare vicino alla riva. Ma non storcete il naso, perché queste umili piante marine potrebbero nascondere il segreto per una protezione solare più sicura ed efficace. Come ricercatori, siamo sempre alla caccia di nuove soluzioni, specialmente quando si tratta di proteggere la nostra pelle dai danni dei raggi UV, un problema sempre più sentito con i cambiamenti climatici e l’assottigliamento dello strato di ozono.

Perché guardare alle alghe? La Natura come Farmacia

Sappiamo tutti quanto sia importante proteggersi dal sole. Scottature, invecchiamento precoce, e nei casi peggiori, problemi ben più seri come i tumori della pelle, sono rischi concreti. I filtri solari sintetici che usiamo comunemente fanno il loro lavoro, certo, ma negli ultimi anni sono emerse preoccupazioni riguardo al loro impatto sull’ambiente, in particolare sugli ecosistemi marini come le barriere coralline, e anche sulla nostra salute a lungo termine. Allergie, irritazioni, e il sospetto che alcuni composti possano interferire con il nostro sistema endocrino ci spingono a cercare alternative più “verdi”.

Ed è qui che entrano in gioco le alghe. Questi organismi, per sopravvivere sotto il sole cocente dei tropici, hanno sviluppato nel corso di millenni dei meccanismi di difesa straordinari, producendo un vero e proprio arsenale di molecole capaci di assorbire o neutralizzare le radiazioni UV. Pensateci: se funzionano per loro, perché non potrebbero funzionare anche per noi? In particolare, le alghe brune (quelle del phylum Heterokontophyta, per i più tecnici) sono abbondantissime nei Caraibi, soprattutto dove le barriere coralline sono in sofferenza. Una risorsa enorme e rinnovabile, che aspetta solo di essere studiata!

La Nostra Missione: Caccia ai Tesori Fotoprotettivi

Nonostante la Colombia vanti una diversità algale incredibile (parliamo di almeno 619 specie!), mancava uno studio sistematico sui loro prodotti naturali con potenziale fotoprotettivo, specialmente nella costa caraibica. Così, armati di curiosità e strumenti da laboratorio, abbiamo deciso di colmare questa lacuna. Il nostro obiettivo? Sviluppare una metodologia di screening efficiente per selezionare gli estratti di alghe brune più promettenti.

Abbiamo raccolto 17 campioni di alghe brune appartenenti a diversi generi come Dictyota, Canistrocarpus, Stypopodium, Sargassum, Lobophora, Padina e Turbinaria, direttamente dall’isola di Providencia. Un vero paradiso naturale! Per ogni campione, abbiamo preparato diversi tipi di estratti, usando solventi con polarità differente (li abbiamo chiamati FO, FB, FM, FW), perché ogni molecola ha le sue preferenze “chimiche” e volevamo essere sicuri di non perderci nulla.

I Primi Indizi: SPF, UVA e Antiossidanti Sotto la Lente

Una volta ottenuti gli estratti, è iniziata la fase di analisi. Abbiamo misurato in vitro alcuni parametri chiave per la fotoprotezione:

• Il Fattore di Protezione Solare (SPF), che ci dice quanto un estratto protegge dai raggi UVB, quelli responsabili delle scottature.
• Il rapporto UVA (UVAr), che indica la capacità di protezione contro i raggi UVA, più subdoli perché penetrano più in profondità nella pelle causando invecchiamento e danni al DNA.
• La lunghezza d’onda critica (λc), un parametro che valuta l’ampiezza dello spettro di protezione. Più è alta, meglio è, perché significa che l’estratto copre una porzione maggiore dello spettro UV.

In più, abbiamo testato l’attività antiossidante degli estratti con un saggio chiamato TLC-DPPH. Perché? Perché i raggi UV, oltre a danneggiare direttamente il DNA, generano anche radicali liberi (ROS e NOS), molecole instabili che fanno un sacco di danni alle nostre cellule. Gli antiossidanti sono i nostri cavalieri senza macchia e senza paura che neutralizzano questi radicali.

I risultati sono stati subito incoraggianti! Abbiamo visto valori di SPF che variavano parecchio, da un modesto 0.4 a un interessante 2.9 (ricordate, stiamo parlando di estratti grezzi, non di creme solari finite!). Anche i valori di UVAr e λc erano promettenti, con alcuni estratti che mostravano una buona protezione ad ampio spettro. Ben 10 estratti su quelli testati hanno mostrato anche attività antiossidante.

Il Profilo Metabolico: Chi Fa Cosa? L’Aiuto dell’HPLC-DAD e MCR-ALS

Avere dei buoni valori di SPF e UVAr è fantastico, ma volevamo capire quali molecole fossero le responsabili di questa attività. Qui entra in gioco la parte più “high-tech” del nostro lavoro: l’analisi del profilo metabolico tramite HPLC-DAD (Cromatografia Liquida ad Alte Prestazioni con Rivelatore a Serie di Diodi) e un algoritmo di analisi dati molto potente chiamato MCR-ALS (Multivariate Curve Resolution – Alternating Least Squares).

Sembra complicato, e un po’ lo è, ma l’idea di base è semplice. L’HPLC-DAD separa le diverse molecole presenti in un estratto e ne registra lo spettro di assorbimento UV-Vis, una sorta di “impronta digitale” luminosa. L’MCR-ALS, poi, ci aiuta a “ripulire” questi dati complessi, a identificare i singoli componenti anche quando sono mescolati e a correlare la loro presenza e quantità con l’attività fotoprotettiva che avevamo misurato. Pensatela come un’indagine poliziesca: abbiamo le prove (l’attività fotoprotettiva) e cerchiamo i colpevoli (le molecole attive) analizzando le tracce (i profili cromatografici).

Questa analisi ci ha permesso di “vedere” ben 268 componenti diversi nei nostri campioni! Grazie all’analisi multivariata (PCA e PLS, per gli amici), abbiamo potuto raggruppare gli estratti in base alla loro composizione chimica e correlarla con i parametri di fotoprotezione.

I Campioni Stellari: Canistrocarpus cervicornis e Stypopodium zonale

E chi sono stati i campioni più promettenti? Rullo di tamburi… gli estratti di Canistrocarpus cervicornis (che abbrevieremo in CCe) e di Stypopodium zonale (SS)! Questi due si sono distinti per avere i parametri di fotoprotezione più interessanti e un profilo chimico particolare. L’estratto CCe-FO (la frazione organica) ha mostrato il valore di UVAr più alto, mentre l’estratto SS03-FO ha registrato l’SPF più elevato.

A questo punto, la caccia si è fatta più specifica. Abbiamo preso questi due estratti “vip” e li abbiamo frazionati ulteriormente, come se stessimo setacciando l’oro, per isolare e identificare le molecole pure responsabili dell’attività. Qui sono entrate in gioco tecniche come la NMR (Risonanza Magnetica Nucleare) e la MS (Spettrometria di Massa), che ci permettono di determinare la struttura esatta delle molecole.

Le Molecole della Vittoria: Fucoxantina e Co.

E cosa abbiamo trovato? Un vero tesoro!
Nell’estratto di Canistrocarpus cervicornis (CCe-FO), abbiamo identificato:

• La fucoxantina: un carotenoide, un pigmento arancione brillante, già noto per le sue proprietà antiossidanti e antitumorali. E indovinate un po’? Ha mostrato un’eccellente capacità di assorbire non solo i raggi UV, ma anche la luce visibile, che recenti studi indicano come co-responsabile dell’invecchiamento cutaneo. Un vero scudo ad ampio spettro!
• La feofitina a e la feoforbide a: derivati della clorofilla, anche loro con un ruolo nella protezione.
• L’isolinearolo: un diterpenoide che è un po’ come un marcatore chimico per questo genere di alghe.

Nell’estratto di Stypopodium zonale (SS02-FO), invece, abbiamo scovato:

• Un composto particolarmente interessante, il 2,5,7-triidrossi-2-pentadecilcroman-4-one (chiamiamolo “composto 1” per semplicità): questa è la prima volta che viene trovato nel genere Stypopodium. Testato puro, ha mostrato valori di SPF altissimi, paragonabili a quelli del benzofenone-3 (BP-3), un filtro UVB sintetico molto usato, ma con il vantaggio di essere naturale!
• Lo stipodiolo e lo stipoldione: altri composti tipici di quest’alga.
• Anche qui, fucoxantina e feoforbide a.

È affascinante vedere come diverse alghe producano cocktail unici di molecole protettive. La fucoxantina, per esempio, sembra essere la star per la protezione UVA e luce visibile, mentre il “composto 1” è un campione nella protezione UVB. Questo ci suggerisce che combinando questi composti naturali si potrebbero ottenere formulazioni solari complete ed efficaci.

Un Metodo di Successo e Prospettive Future

Al di là della scoperta di queste molecole fantastiche, uno dei risultati più importanti del nostro studio è stata la messa a punto di questa metodologia di screening integrata. Combinare saggi in vitro, attività antiossidante, profilazione metabolica con HPLC-DAD e analisi dati MCR-ALS si è rivelato un approccio potente ed efficiente per scovare principi attivi fotoprotettivi in un gran numero di campioni. E la cosa bella è che utilizza tecniche relativamente accessibili per i laboratori di ricerca sui prodotti naturali in tutto il mondo.

Questo lavoro è solo l’inizio. Abbiamo dimostrato che le alghe brune dei Caraibi colombiani sono una miniera d’oro di composti fotoprotettivi. Ora la sfida è continuare l’esplorazione, magari testare altre specie, ottimizzare i metodi di estrazione e, perché no, iniziare a pensare a come formulare dei veri e propri prodotti solari a base di questi tesori marini.

La natura ha già le risposte a molti dei nostri problemi, dobbiamo solo imparare a guardare nei posti giusti e ad ascoltare quello che ha da dirci. E le alghe, con la loro resilienza e la loro chimica sofisticata, hanno sicuramente ancora molte storie da raccontare e molti segreti da svelare per la nostra salute e quella del pianeta. Spero che questo piccolo viaggio nel mondo della ricerca vi sia piaciuto!

Fonte: Springer