La Biotecnologia puo' migliorare la nostra vita?
Centro di Ricerca Interdipartimentale per le Biotecnologie Innovative - CRIBI
Università degli Studi di Padova
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Che cosa sono le biotecnologie e quando sono nate?
La biotecnologia consiste nell'uso di sistemi biologici per ottenere prodotti e processi utili. La biotecnologie nasce quando i ricercatori hanno scoperto il fatto che la regolazione della vita di una cellula e di un organismo risiede nei geni contenuti nelle cellule. I ricercatori hanno imparato a trasferire in modo mirato i geni da un organismo all'altro, ad esempio da una pianta ad un battere e viceversa. Questi procedimenti hanno determinato la possibilità di modificare gli esseri viventi, ottenendo importantissimi traguardi per migliorare la vita dell'umanità. Non deve spaventare questa possibilità offerta dalla biotecnologia di modificare il corredo genetico di un organismo, perché in verità da tempi immemorabili l'uomo ha usato microorganismi per fare il pane ed il vino ed ha favorito l'incrocio tra piante ed animali per un loro miglioramento genetico. Anche queste biotecnologie tradizionali portano allo scambio di parte del patrimonio ereditario o genetico tra esseri viventi diversi.
Quali sono i settori produttivi che possono beneficiare della rivoluzione biotecnologica?
È corretto parlare di rivoluzione biotecnologica, in quanto la biotecnologia sta avendo un enorme impatto in vari settori produttivi, in medicina e farmaceutica tramite nuove metodologie diagnostiche e farmaci proteici, in agricoltura con il miglioramento delle coltivazioni più diffuse, in ecologia riducendo l'inquinamento con l'utilizzo di icroorganismi geneticamente modificati, in ambito industriale sviluppando processi più economici e meno inquinanti.
Quando si pensa alle biotecnologie si è portati a legarle al mondo agricolo, anche se le maggiori aspettative si riscontrano in quello della salute.
Le biotecnologie potranno aiutare a risolvere anche i grandi problemi dell'umanità. Entro qualche decennio la popolazione mondiale crescerà fino a 10 miliardi di individui. La produzione agricola dovrà più che raddoppiare per poter sfamare tutti.
Le biotecnologie saranno usate per migliorare le sementi delle coltivazioni più diffuse, permettendo di utilizzare per le colture anche terreni desertici o troppo salati, aumentando la produttività delle piante tradizionali, nonché rendendo le piante resistenti ad insetti e parassiti. Queste potenzialità sono però attualmente frenate dalla difficile accettazione da parte del consumatore di cibi transgenici. Ma le applicazioni più importanti delle biotecnologie, in verità anche quelle che non sollevano dubbi su loro utilità e vantaggi, sono quelle per la protezione e miglioramento della salute.
La biotecnologia permette di produrre in notevole quantità farmaci di natura proteica impossibili da ottenere in altri modi. Le biotecnologie hanno già permesso di sviluppare metodologie per diagnosi innovative e precoci
Quali sono le prospettive nel campo della diagnosi e della cura?
Non si tratta solo di prospettive, ma di realtà. I prodotti biotecnologici o farmaci proteici li troviamo già in Farmacia e la diagnostica avanzata basata sull'uso di metodi biotecnologici è di uso quotidiano presso i laboratori analisi degli ospedali.
Si parla molto di farmaci "biotecnologici" che consentono cure più mirate e con minori effetti collaterai. È vero?
Le aziende biotecnologiche utilizzano le conoscenze della biologia per scoprire e mettere a punto nuovi farmaci per il trattamento di malattie umane. La strategia di base per lo sviluppo di un nuovo farmaco è la comprensione del meccanismo molecolare della malattia e dell'azione del farmaco e non la semplice sperimentazione di un principio attivo come per il passato. La possibilità quindi di ottenere farmaci più efficaci o mirati (su misura) è ora più concreta. È ben noto che i farmaci tradizionali hanno sempre anche effetti collaterali non desiderati, anche se l'effetto terapeutico o benefico è preponderante. Infine, la recente analisi dell'intero genoma umano fa prevedere la possibilità di studiare e sviluppare farmaci in funzione del corredo genetico di un individuo. Infatti, appare realistico pensare che in futuro i trattamenti farmacologici saranno più specifici ed individuali.
In questo campo Padova è all'avanguardia. Quali sono le attività di ricerca biotecnologica presso l'Università?
Padova ha una lunga tradizione di ricerca di alto livello. Eccellenti gruppi di ricerca biotecnologica sono operanti presso le varie Facoltà. Di particolare prestigio a Padova è il Centro di Ricerca Interdipartimentale per le Biotecnologie Innovative, denominato CRIBI, che ha iniziato le sue attività 12 anni fa. Presso il CRIBI operano attualmente 45 ricercatori, che si dedicano a ricerche su peptidi e proteine di interesse farmaceutico, analisi di genomi, terapia genica e biotecnologia delle piante. Di particolare significato ed utilità è la strumentazione avanzata disponibile presso il CRIBI per la purificazione ed analisi di DNA e proteine, nonché la serie di computer per la ricerca bioinformatica. Il CRIBI collabora attivamente con molte industrie farmaceutiche e con la Fondazione Telethon, che finanzia ricerche volte allo studio e cura di malattie genetiche, tra cui le distrofie muscolari.
La mappatura del genoma umano ha posto l'attenzione dell'opinione pubblica sulle biotecnologie in campo medico, ma il panorama è ben più vasto.
L'analisi del genoma umano costituisce una pietra miliare nella storia della scienza e dell'umanità. È un fatto che ha una rilevanza paragonabile a quella della scoperta dell'America o dell'uomo sulla Luna. La scienza biologica e medica verrà rivoluzionata dalla conoscenza di tre miliardi di mattoncini denominati A, T, C e G che costituiscono il genoma umano, una lunghissima frase costituita da parole, unite tra loro e derivanti da quattro lettere, che si ripetono e si combinano. Per leggere la frase del nostro genoma (A,T,T,C,G,A?) occorrono circa 10 anni con una velocità di lettura normale. La conoscenza dei geni e della loro espressione, regolazione e funzione porterà ad identificare proteine implicate in importanti funzioni fisiologiche in cellule sane e patologiche. La scienza medica e farmaceutica trarrà enorme vantaggio dalla conoscenza del genoma umano. Nel contempo, attualmente circa un centinaio di altri genomi di batteri, funghi e piante sono stati analizzati e pertanto queste conoscenze avranno un impatto fondamentale in molti settori della ricerca, ad esempio per il miglioramento delle piante coltivate, per ridurre l'inquinamento utilizzando batteri ingegnerizzati e per lo sviluppo di processi industriali più economici ed ecocompatibili.
Esiste ancora una certa resistenza da parte dell'opinione pubblica nell'accettare le biotecnologie. Perché?
Esiste ancora una certa resistenza da parte dell'opinione pubblica nell'accettare le biotecnologie. Perché? Indubbiamente le potenzialità applicative della biotecnologia sono enormi in vari settori del mondo produttivo. Questo può portare al timore di perdere il controllo sullo strapotere della tecnologia. Innanzitutto si temono i rischi delle attività biotecnologiche. Esistono però organismi nazionali ed internazionali che sono preposti alla sicurezza ed è fermamente richiesto che le attività di ricerca biotecnologica siano condotte con una sicurezza ed uno scrupolo che di norma non si riscontrano in altri settori di ricerca. Inoltre, anche la biotecnologia è soggetta a regole ed a norme morali e giuridiche. Infatti, la nascita della nuova disciplina denominata bioetica deriva dall'esigenza di definire quello che è lecito consentire agli scienziati e che cosa va assolutamente loro impedito. Il progresso biotecnologico quindi appare ben regolamentato.
La spettacolarizzazione delle scoperte scientifiche può essere incompatibile con una corretta informazione; quanto clamore si è creato con il caso Dolly.
Il vero scienziato opera in silenzio e con estremo rigore metodologico. Conosce anche i limiti delle sue scoperte. Talvolta i suoi risultati scientifici possono avere risvolti applicativi molto importanti ed allora le esigenze della comunicazione portano ad esagerati entusiasmi ed indebite semplificazioni.
Il vero ricercatore pubblica i risultati del suo lavoro solo su riviste internazionali e si sottomette al giudizio sul suo operato da parte della comunità scientifica internazionale.
Le biotecnologie possono cambiare e migliorare la nostra vita?
La biotecnologia è già una realtà consolidata ed infatti è già entrata in farmacia e nell'ospedale. Farmaci biotecnologici per la cura di gravi malattie sono disponibili e molti processi diagnostici si basano su metodiche derivate dalla ricerca biotecnologica. Attualmente solo il 30% di tutte le malattie conosciute sono curabili. Lo sviluppo ed i risultati della ricerca biologica porteranno alla conoscenza a livello molecolare di importanti funzioni fisiologiche nell'organismo sano e malato. Su queste basi, sarà possibile individuare nuovi targets farmacologici e sviluppare quindi nuovi e migliori farmaci.
La biotecnologia è sicura?
Questa domanda è ricorrente e si riferisce al fatto che la biotecnologia può sollevare preoccupazioni. Innanzitutto merita ricordare che tutte le attività umane possono avere eventualmente dei rischi. Il chirurgo opera il malato, ma il suo intervento può comportare un certo grado di rischio. Bisogna operare in condizioni di poter sfruttare al meglio ed al massimo sia le conoscenze scientifiche che le tecnologie e strumenti correlati. Per rispondere a questa domanda ritengo si debba ricordare che l'uomo da sempre ha utilizzato la biotecnologia, solo che in passato le tecniche biotecnologiche erano casuali e non avanzate come quelle attuali. Quale la differenza tra ieri e oggi? Da millenni l'uomo ha migliorato animali e piante favorendo l'incrocio tra specie selvatiche con altre più produttive e selezionando quindi le più adatte ed utili per i suoi scopi. In tal modo ha favorito lo scambio spontaneo e casuale di parte del patrimonio genetico ed ereditario fra esseri viventi. I prodotti transgenici sono da sempre esistiti e sono essi stessi naturali. La moderna iotecnologia similmente può spostare i geni da un organismo all'altro, ma lo fa in modo mirato, con efficienza altissima e con la possibilità di un preciso controllo di tutto il processo di trasferimento genico.
La ricerca biotecnologica può aprire nuovi orizzonti anche nel campo industriale, consentendo nuovi investimenti alle aziende?
I farmaci biotecnologici sono sul mercato solo da pochi anni, ma l'evoluzione dei loro fatturati indica un enorme potenziale nell'immediato futuro.
Attualmente farmaci proteici come eritropoietina, interferone e ormone della crescita hanno ciascuno fatturati di qualche migliaio di miliardi di lire all'anno. Nel contempo si assiste ad un rapido sviluppo dell'industria biotecnologica, determinato dallo studio, sviluppo e commercializzazione di un crescente numero di farmaci biotecnologici. Attualmente oltre 220 prodotti sono in fase di sperimentazione clinica avanzata (fase III) e circa la metà di tutti i nuovi farmaci registrati per anno sono di origine biotecnologica, cioè sono proteine invece che tradizionali farmaci di sintesi. Non c'è dubbio quindi che l'industria biotecnologica, specialmente quella rivolta alla cura della salute, avrà un rapido e notevole sviluppo.
Infine, merita ricordare che un fatturato di un migliaio di miliardi si ottiene commercializzando qualche chilogrammo di un tipico farmaco proteico come l'ormone della crescita o l'interferone. Quante migliaia di tonnellate di petrolio bisogna trasportare, distillare, immagazzinare e distribuire per realizzare un simile fatturato? Quante centinaia di ettari occupa un moderno impianto petrolchimico e con quale impatto sul territorio e sull'ambiente? Le opportunità industriali della biotecnologia sono pertanto enormi, essenziali e non eludibili per un paese avanzato. L'industria biotecnologica comporta un altissimo valore aggiunto dei prodotti, non necessita di materie prime, ma richiede personale con alta e avanzata qualificazione scientifica. La biotecnologia può portare ad attività industriali basate sulla scienza e conoscenza più che sulla materia. I francesi esprimono con dematerialization questo concetto.
Prof. Angelo FONTANA
CRIBI Biotechnology Centre
Viale G. Colombo 3
35121 PADOVA, Italy
Tel: +39-049-827-6156
FAX + 39-049-827-6159
fontana@civ.bio.unipd.it
Il Prof. Angelo FONTANA, nato a Latisana (UD) il 23/01/1940, è stato Professore Ordinario di Chimica Organica (dal 1980 al 2002) ed attualmente di Biochimica Strutturale nell'ambito del corso di laurea in Biotecnologie Farmaceutiche presso la Facoltà di Farmacia dell'Università di Padova. E' stato anche Professore supplente di Biochimica Applicata (1984-1999). Negli ultimi 12 anni è stato Vice-Direttore e Direttore del Centro di Ricerca Interdipartimentale per le Biotecnologie Innovative (CRIBI) dell'Università di Padova. Ha trascorso vari e lunghi periodi di studio all'estero (Max Planck Institut-Monaco, National Institute of Health-Bethesda e Politecnico di Zurigo). E' autore di 160 pubblicazioni apparse in giornali internazionali ed è membro dell'Editorial Board di Protein Science, Biochimica Biophysica Acta, Protein Engineering, Journal of Molecular Recognition, Folding and Design (fino al 1999) ed European Journal of Biochemistry (1985-1991).
I principali interessi scientifici riguardano il folding e la stabilità di proteine, la caratterizzazione strutturale e funzionale di proteine di interesse farmaceutico e l'analitica di proteine e peptidi, tra cui analisi sequenziale, biospettroscopia e spettrometria di massa.
Il CRIBI è stato istituito dall'Università di Padova con l'intento di collocare in un unico Centro (800 mq) la strumentazione avanzata e costosa necessaria per la ricerca biotecnologica. Attualmente il parco strumenti del CRIBI ha un valore di circa 2 milioni di Euro. Presso il Centro operano 45 ricercatori che si interessano di ingegneria proteica, sintesi di peptidi, farmaci proteici, analisi di genomi, bioinformatica e proteomica. Il CRIBI è finanziato da contratti industriali, Telethon, Unione Europea, nonché Ministero dell'Università. In particolare, il CRIBI offre vari Servizi per la ricerca biotecnologica, tra cui analisi sequenziale di DNA e di proteine, spettrometria di massa ed analisi bioinformatiche.
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giovedì 05 gennaio 2006
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