La straordinaria complessità del Proteoma, l’insieme delle proteine espresse da un genoma, ha reso necessario lo sviluppo di sistemi tecnologici molto sofisticati per l’analisi delle proteine ed un miglioramento nelle tecniche di rivelazione, analisi strutturale e caratterizzazione.

Il  Parco Tecnologico Padano di Lodi ha allestito una piattaforma tecnologica innovativa per lo studio delle proteine. La piattaforma tecnologica comprende diverse attrezzature:

• Spettrometro di massa SELDI ToF (Surface Enhanced Laser Desorption and Ionization – Time of Flight)
• Softwares per biomarker discovery e validation
• HPLC semianalitico
• Piattaforme complementari LC-MS

In particolare l’utilizzo di queste tecnologie, da sole o in maniera complementare, permette l’analisi di molte tipologie di campioni di diversa origine animale o vegetale, e di diversa tipologia (cellule, tessuti o matrici alimentari). Lo studio e caratterizzazione di diverse matrici complesse avviene a diversi livelli con ottimizzazione di protocolli di estrazione, frazionamento e analisi completa di peptidi e proteine che costituiscono il campione.

Questa piattaforma appare  particolarmente indicata per lo studio analitico delle componenti funzionali alla base di ogni fenomeno biologico sotto osservazione, dall’identificazione diagnostica di componenti correlate con lo stato di sicurezza del prodotto agroalimentare alla ricerca di segnali molecolari in grado di differenziare campioni biologici prelevati da individui sani e da individui affetti da patologie.

Le proprietà organolettiche di un prodotto alimentare sono determinate dalla sua composizione metabolica e proteica. Proteine e metaboliti rappresentano infatti gli elementi funzionali alla base di tutti i processi biochimici responsabili delle caratteristiche fenotipiche, aromatiche, e strutturali di un determinato prodotto. La comprensione della composizione proteica di un determinato prodotto diventa quindi uno strumento molto prezioso per definire il prodotto nella sua completezza, per comprenderne la qualità, per proteggerne la tipicità.

L’esigenza di decodificare un campione biologico in base alla sua composizione proteica ha determinato il progressivo perfezionamento di piattaforme tecnologiche specializzate nella tracciabilità delle proteine e nella definizione di veri e propri fingerprints proteici, il più possibile rappresentativi del campione biologico sotto analisi. In breve, tale approccio tecnologico permette, una volta ottenuto un estratto proteico da un determinato campione, di rappresentare il campione stesso attraverso un profilo tecnicamente noto come “Profilo di Massa”, il cui significato può essere però semplificato illustrandolo come un Codice a Barre composto sulla base della composizione proteica del campione stesso. Il fingerprinting proteico si propone di offrire una rappresentazione specifica di un prodotto alimentare sulla base delle sue caratteristiche più importanti nella sua natura organolettica e qualitativa, cioè le sue proteine.

L’approccio tecnologico descritto rappresenta un modello analitico innovativo ed ancora in parte inesplorato e si ripromette di selezionare ed identificare veri e propri marcatori molecolari, o biomarcatori, che, all’interno di un codice a barre, indichino uno specifico aspetto del prodotto sotto analisi, come la qualità, la funzionalità, l’autenticità, o la tipicità.

Un’ altra applicazione di questa profilazione proteica riguarda una delle problematiche più attuali e cioè la determinazione della provenienza di un determinato prodotto alimentare. In relazione alla peculiarità delle diverse produzioni regionali ed al sempre maggiore impatto di prodotti di importazione, diventa essenziale proteggere la tipicità di prodotti regionali da fenomeni di contraffazione e da azioni fraudolente. A questo proposito, lo studio della composizione proteica di un determinato prodotto regionale è finalizzato alla caratterizzazione di biomarcatori espressi in modo altamente specifico in quel determinato prodotto e non in prodotti identici ma di origine regionalmente diversa. Così, un alimento soggetto a particolari pratiche procedurali ed a condizioni ambientali regione-specifiche, può essere identificato sulla base di biomarcatori assenti o variabili in prodotti simili, ma sottoposti a regimi di crescita differenti.

E’  possibile affermare che una caratterizzazione proteica può fornire molti tipi di informazioni; in campo agroalimentare può riguardare sia le proprietà intrinseche del prodotto come qualità, presenza di adulteranti o contaminanti e parametri organolettici che quelle estrinseche come l’autenticazione dei prodotti alimentari, tipicità e origine. La piattaforma proteomica presso il Parco Tecnologico Padano si è già occupata di svariate problematiche che coinvolgono diversi tipi di alimenti: carne, pesce, latticini ecc.
In questi anni sono state ottenuti protocolli ad hoc e il know-how necessario ad affrontare specifiche problematiche e analizzare diverse matrici complesse; l’approccio proteomico ha portato così, spesso e con successo, a una maggior conoscenza e caratterizzazione approfondita delle materie prime e del prodotto finito.