Cheratina dalle piume della gallina: il progetto biotech per farne medicamenti

Lo scarto delle piume dell’industria avicola potrebbe non avere più problemi di smaltimento proprio perché, grazie a un processo biotech, si potrebbe ricavare cheratina per produrre materiali di alto valore arrivando anche al settore delle medicazioni. Buone le prospettive…

Le piume dell’industria avicola, uno scarto di enorme problema a livello di smaltimento, potrebbero trovare una bella soluzione biotech che porta all’estrazione di cheratina. L’obiettivo poi è di usarla nella produzione di medicamenti.

A seguire questa strada sono stati i ricercatori di Italbiotec, con Francesco Tesoro quale project e un consorzio di realtà tra cui Politecnico di Milano (Capofila), la Fondazione Istituto Insubrico Ricerca per la Vita (Fiirv) e l’Universidade da Coruña.

Il gruppo di studio ha dato così vita al progetto Karate (Keratin smARt mATerials from feather wastE), finanziato dalla Fondazione Cariplo con un grant di 300mila euro.

L’obiettivo dello studio è quello non solo di trarre cheratina dalle piume, ma anche di produrre materiali di alto valore arrivando anche al settore delle medicazioni (che ricordiamo essere tra i settori più impattanti a livello ambientale, responsabile di oltre il 4% delle emissioni globali di gas serra (Ghg).

Innovazione biotech: cheratina dalle piume di gallina

“Grazie a un processo di estrazione enzimatica a basso impatto ambientale, che può arrivare a un’efficienza di recupero fino all’80% – ci racconta Tesoro – la componente proteica – le cheratine – presente nelle piume può essere recuperata e impiegata nella produzione di biomateriali innovativi.

Tali materiali potrebbero essere impiegati successivamente nella realizzazione di dispositivi medici avanzati, come i bendaggi per la cura di ferite. Questi materiali avrebbero quindi, oltre alle proprietà peculiari derivanti dalla presenza delle cheratine, anche il vantaggio di essere sostenibili“.

Tra le tecnologie chiave impiegate da Karate c’è l’electrospinning, che trasforma polimeri liquidi in nanofibre sottilissime, ed è utilizzato per produrre nanofibre di cheratina funzionalizzata, migliorandone le proprietà meccaniche e biologiche in un’ottica di economia circolare.

Lo scarto non manca

Ogni anno l’industria avicola mondiale produce circa 40 milioni di tonnellate di piume di cui la maggior parte viene incenerita o smaltita in discariche, contribuendo all’inquinamento di suolo e falde acquifere.

Eppure, questo scarto è composto per oltre il 90% da cheratina, una proteina naturale altamente resistente e biocompatibile, già impiegata in cosmetica e farmaceutica.

Ma cosa sono le cheratine?

“Le cheratine – entra nel dettaglio Tesoro – sono un tipo di proteine strutturali, largamente diffuse nel regno animale e costituiscono la principale componente di strutture biologiche come artigli, zoccoli e appunto le piume.

È proprio grazie alle loro proprietà antimicrobiche e caratteristiche di durevolezza, resistenza alle sollecitazioni meccaniche e chimiche che potrebbero essere trasformate in prodotti ad alto valore aggiunto“.

A oggi – come ci spiega ancora il ricercatore, che ha una laurea triennale in Biotecnologie e una Magistrale in Biotecnologie Industriali – la cheratina viene estratta mediante diversi metodi.

Le tecniche chimiche, come la riduzione, l’ossidazione, l’idrolisi, o l’estrazione mediante solfiti (sulfitolisi), agiscono rompendo i legami disolfuro per solubilizzare la proteina, spesso preservando la sua struttura secondaria e rendendola utile per applicazioni in film e biocompositi.

Altri metodi innovativi includono l’uso di solventi ecocompatibili come i deep eutectic solvents (NaDES), in combinazione con agenti riducenti, per ottenere estrazioni più efficienti.

Infine, le tecniche assistite da microonde emergono come soluzioni rapide ed efficienti: tramite energia elettromagnetica si favorisce la rottura dei ponti disolfuro, riducendo i tempi e aumentando la resa, pur alterando parzialmente la struttura cristallina della cheratina.

“La ricerca – ammette Tesoro – punta sempre più ad approcci più sostenibili, fra cui le soluzioni enzimatiche/biologiche, che impiegano cheratinasi per degradare selettivamente la cheratina in condizioni più miti e verdi“.

Adesso tocca gli stakeholder

Il progetto Karate si è appena concluso e nel frattempo il team ha indagato – con un’indagine su 32 medici italiani specializzati principalmente in chirurgia e dermatologia – anche l’accettabilità di questo possibile prodotto. Il risultato principale?

“Come ci si poteva aspettare – precisa Tesoro – i medici privilegiano l’efficacia clinica (efficacia nella chiusura della ferita e la possibilità di prevenire infezioni microbiche), ma comunque valutano positivamente la sostenibilità.

In particolare, per i professionisti del settore con meno di 10 anni di esperienza o che non sono direttamente coinvolti nel processo di acquisto di materiale sanitario, si registra una disponibilità a pagare per un prodotto sostenibile anche di +12,00 euro per singolo prodotto.

In particolare, il valore della sostenibilità è risultato più elevato per i medici con meno di 10 anni di esperienza (+16,19€) e per quelli non direttamente coinvolti negli acquisti (+19,10€), rispetto ai colleghi con maggiore anzianità o responsabilità gestionali“.

Crediti immagine: Depositphotos

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M.Cristina Ceresa: giornalista professionista dal 1991, si occupa di Sostenibilità anche per Il Sole24Ore. Laureata in filosofia si dice ottimista nella possibilità che un’inversione di rotta sia ancora possibile. Perché e soluzioni tecnologiche ci sono, basta adottarle... velocemente | Linkedin

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