Seed4Innovation, PAC-MAN: la sintesi automatizzata e scalabile di molecole chirali

Seed4Innovation, PAC-MAN: la sintesi automatizzata e scalabile di molecole chirali

di Giulia Toniutti
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Giulia Toniutti

Perché ne stiamo parlando
Coordinato da Serena Arnaboldi, il progetto PAC-MAN è uno dei vincitori della quinta edizione di Seed4Innovation (S4I) e affronta la sfida della produzione di molecole chirali. Propone un sistema miniaturizzato e automatizzato che promette di rivoluzionare i processi industriali nei settori farmaceutico, alimentare e cosmetico.

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Trasformare una scoperta in un’impresa. INNLIFES prosegue il racconto dei progetti vincitori di Seed4Innovation, l’iniziativa di scouting ed accelerazione dell’Università degli Studi di Milano per supportare lo sviluppo di idee innovative e accompagnarle al mercato. Un percorso che trasforma la ricerca di base in soluzioni concrete con un impatto reale sulla società.

Abbiamo incontrato Serena Arnaboldi, professoressa del Dipartimento di Chimica della Statale e responsabile del progetto PAC-MAN, sviluppato insieme alla ricercatrice Sara Grecchi.

Professoressa, come nasce PAC-MAN?

«Il progetto ha radici lontane, nate durante i miei anni di post-doc a Bordeaux. L’idea si è concretizzata con la vittoria di uno starting grant dell’European Research Council (ERC), nel 2022, per il progetto CHEIR.

Inizialmente, l’obiettivo era creare dei “sistemi cargo delivery”: piccoli micromotori capaci di muoversi autonomamente nel corpo per rilasciare sostanze terapeutiche in punti specifici. Durante i primi mesi di sviluppo, però, ci siamo accorti che il sistema che stavamo producendo manualmente in laboratorio aveva potenzialità che andavano ben oltre l’ambito medico, aprendo la strada a una possibile automazione e scalabilità industriale».

Qual è il problema industriale su cui intervenite e quale soluzione proponete?

«Lavoriamo con le molecole chirali, sostanze che esistono in due forme speculari e non sovrapponibili, proprio come la mano destra e la sinistra. Sebbene appaiano identiche, hanno effetti opposti: in ambito farmaceutico, per esempio, una forma della DOPA cura il Parkinson, mentre l’altra può essere tossica. Anche nei profumi, una forma emana profumo di rosa e l’altra di muffa.

Oggi queste molecole vengono prodotte in impianti chimici enormi, con elevati costi, ingombri e produzione di rifiuti tossici. La nostra soluzione è un dispositivo basato su piccoli chip che permette di ottenere solo la forma desiderata con una purezza del 99,9%, eliminando la necessità di grandi infrastrutture».

Dal punto di vista pratico, che tipo di dispositivo proponete?

«È un sistema basato su piccoli chip di pochi centimetri. Per aumentare la produzione non serve costruire un impianto immenso: basta impilare questi chip creando delle “small tower”. In questo modo, per produrre quantitativi industriali, passiamo da strutture di metri quadri a un dispositivo delle dimensioni di un PC sulla scrivania».

Qual è l’elemento di vera innovazione rispetto ai sistemi esistenti?

«L’innovazione risiede nella comodità e nella sicurezza. Oltre alla drastica riduzione degli ingombri, il nostro sistema riduce i costi del personale e aumenta la sicurezza sul lavoro. Mentre un impianto tradizionale richiede una gestione complessa di tubi e valvole, il nostro chip, una volta impostato, funziona premendo un semplice tasto».

Qual è stato il momento di svolta che vi ha spinto a tradurre la ricerca in un’impresa?

«Essendo un “progetto ad alto rischio”, cioè una ricerca di frontiera dove il successo non è garantito inizialmente, non sapevamo se l’approccio avrebbe funzionato. Quando ho visto che l’idea non solo era efficace ma portava a risvolti inaspettati, l’entusiasmo è stato enorme. La vera svolta è arrivata però con Seed4Innovation: confrontarmi con i mentor, persone che vivono la realtà aziendale, e vedere che si erano “innamorati” del progetto, mi ha dato la conferma definitiva che PAC-MAN poteva diventare una startup».

Il nome PAC-MAN è un riferimento al celebre videogioco?

«Assolutamente sì! Sono appassionata di videogiochi degli anni ’80. Il parallelismo nasce dal nostro primo prototipo: un tubicino che “cattura” la molecola iniziale e la trasforma in quella desiderata, proprio come il Pac-Man che mangia i fantasmini e produce la fragolina».

Che ruolo ha avuto Seed4Innovation nello sviluppo del progetto?

«È stato fondamentale per compiere la transizione dalla visione accademica a quella industriale. In passato avevo provato a presentare progetti simili, ma rimanevano troppo teorici. Grazie ai mentor di S4I, siamo riusciti a rendere PAC-MAN qualcosa di estremamente concreto».

Guardando ai prossimi uno-due anni, dove vorreste essere?

«Entro la fine di quest’anno puntiamo a costruire il prototipo industriale. I prossimi passi prevedono la creazione del nostro spin-off e la ricerca di investitori o finanziamenti tramite call specifiche per alimentare la crescita della società».

Keypoints

  • PAC-MAN nasce da un progetto ERC dedicato ai micromotori per il rilascio di farmaci.
  • La tecnologia permette la sintesi selettiva di molecole chirali, essenziali per i settori farma, food e cosmesi.
  • Il sistema riduce drasticamente l’impatto ambientale, gli ingombri e i costi rispetto agli impianti chimici tradizionali.
  • Il supporto di Seed4Innovation sta guidando la creazione dello spin-off e del prototipo industriale.

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