Pochi neurotrasmettitori sono più conosciuti della serotonina, soprannominata l'ormone della felicità per la sua associazione con le sensazioni di benessere. È un elemento chiave per il corretto funzionamento del sistema nervoso, del sistema immunitario e dell'asse intestino-microbiota-cervello. Uno studio condotto dal gruppo di biologia dei sistemi sui lieviti di interesse biotecnologico dell'Istituto di agrochimica e tecnologia alimentare (Iata) di Valencia, un centro del Consiglio nazionale delle ricerche spagnolo (Csic), ha modificato geneticamente un ceppo di lievito per il vino per produrre serotonina. Il team ha recentemente brevettato questa forma di produzione più sostenibile ed efficiente.
Come funziona l'ormone della felicità e come si produce oggi
Nell'uomo, la serotonina viene sintetizzata principalmente nel tratto gastrointestinale, in parte come risultato del metabolismo del microbiota intestinale, e in misura minore nel cervello. È stato ampiamente dimostrato il ruolo di questo neurotrasmettitore nella regolazione dell'umore, del comportamento sociale, alimentare e sessuale, nonché del sonno, dell'attenzione e dell'ansia. Inoltre, la sua struttura chimica lo rende un potente antiossidante. Attualmente, la produzione di serotonina deriva principalmente da un processo di sintesi chimica e di estrazione dai semi della pianta africana Griffonia simplicifolia. Tuttavia, questi processi richiedono solventi tossici e materiali costosi, e i processi estrattivi da qualsiasi fonte vegetale sono spesso lunghi, costosi e insostenibili, con bassi tassi di recupero e possono variare stagionalmente da lotto a lotto.
Come si estrae la serotonina dal lievito per il vino
La tecnologia brevettata dal gruppo Iata-Csic mira a sostituire questi processi industriali, meno rispettosi dell'ambiente, con la produzione biotecnologica di queste molecole ad alto valore aggiunto a partire da fonti come il glucosio e l'ammonio, presenti in molti sottoprodotti dell'industria agroalimentare, come il mosto d'uva concentrato, la bagassa d'arancia o diversi tipi di melassa. In questo modo, si potrebbero creare sinergie per l'utilizzo e la rivalorizzazione dei rifiuti, al fine di ridurre il prezzo e l'impatto economico del processo. «Stiamo lavorando per migliorare la redditività da un punto di vista economico e industriale. Questo processo è più sostenibile, ma stiamo facendo progressi per renderlo più redditizio anche dal punto di vista economico», spiega José Manuel Guillamón, principale ricercatore di questo studio. In particolare, la materia prima per questa tecnica sarebbe il lievito da vino Saccharomyces cerevisiae, ampiamente utilizzato in diversi processi di fermentazione per vino, birra e pane. Questo lievito era già stato studiato dal team di Guillamón come fonte alternativa e sostenibile per la produzione di idrossitirosolo, un polifenolo naturalmente presente nell'olio d'oliva. «Da qui abbiamo iniziato a studiare se fosse possibile utilizzare questo microrganismo come ceppo superproduttore di altri composti, come la serotonina o la melatonina», spiega il ricercatore.
Il futuro di questa tecnologia
Questa ricerca apre la strada allo sviluppo di strategie biotecnologiche simili in futuro. Guillamón sottolinea che la struttura della serotonina «rappresenta un prezioso quadro molecolare di particolare interesse per la sintesi di numerose molecole di grande valore in diversi settori», come la melatonina, fondamentale nella regolazione del ciclo del sonno, o alcuni composti chimici interessanti per le loro proprietà antivirali (eudistomine), o sedative, antitumorali e antimicrobiche (beta-carboline).
Applicazioni nel settore alimentare e cosmetico
Data la natura del neurotrasmettitore, il gruppo di ricerca ritiene che questa tecnologia potrebbe avere un impatto importante su diversi settori industriali. Così, al di là delle applicazioni nel settore farmaceutico o nutraceutico, potrebbe essere utilizzata anche come additivo alimentare per rafforzare alcuni cibi, che già si distinguono per la presenza di questa molecola nella loro composizione, o nei mangimi per animali, dove sono stati osservati effetti molto positivi nella riduzione dello stress e nell'aumento del benessere. Infine, un'altra opportunità potrebbe presentarsi nel settore cosmetico, grazie al carattere antiossidante e fotoprotettivo conferito dalla struttura chimica della molecola.
