Biotecnologie, facciamo chiarezza

Le biotecnologie non sono solo ingegneria genetica, sono molto di più: sono uno dei settori più attivi nella corsa alla sostenibilità, nella lotta alle malattie dell’uomo e nella ricerca in campo agrario per combattere le sfide alimentari dei prossimi decenni [1]. Il volume di mercato del settore ha raggiunto i 417 mld di dollari nel 2018 e le stime riferite alla prossima decade ne prevedono un incremento significativo, raggiungendo i 729 mld di dollari entro il 2025 (CAGR dell’8,3%).

filamento di dna multicolore che ricorda le biotecnologie

Ma cosa sono le biotecnologie?

Una definizione appropriata di “biotecnologie” è quella prodotta durante la Conferenza sulla Diversità Biologica, sottoscritta a Rio de Janeiro il 5 giugno 1992; le biotecnologie vengono infatti definite come “ogni applicazione tecnologica che si avvale di sistemi biologici, di organismi viventi o di loro derivati, per realizzare o modificare prodotti o procedimenti per un uso specifico” [2].

La definizione fornita nel 1992 lascia trasparire il carattere fortemente applicativo di questa disciplina, che si avvale di materiale biologico per molteplici scopi. Per racchiudere l’eterogeneità dei campi interni a questo settore, spesso si ricorre ad una classificazione cromatica, nota come Biotechnology Rainbow.

cuore con ingranaggi che ricorda le red biotech

Red biotech:

è il più vasto campo di applicazione delle biotecnologie, focalizzato sulla formulazione di farmaci, dispositivi diagnostici e in generale della salute umana. In quest’area si annovera specialmente l’utilizzo di molecole prodotte da microrganismi per la commercializzazione, come ad esempio gli antitumorali, i marker diagnostici e i vaccini. Un caso di enorme successo è rappresentato dalla produzione di insulina umana all’interno di Escherichia coli. La commercializzazione dell’ormone espresso eterologamente, ha preso piede nel 1982 e da allora è in continua crescita. Basti pensare che nel 2015 l’insulina è risultata il farmaco più importato negli USA, con un valore delle importazioni pari a 68,3 milioni di dollari [3].

Yellow biotech:

è il campo relativo alla Nutrition Science, all’alimentazione e di conseguenza al vasto business relativo alle industrie alimentari. Riveste una notevole importanza soprattutto in Italia, dove al concetto di produzioni alimentari tipiche va associandosi l’intervento biotecnologico, capace di fornire organismi fermentanti con caratteristiche specifiche migliorate, che possono riguardare la standardizzazione dei prodotti agro-alimentari, piuttosto che la tolleranza alle condizioni di processo o il miglioramento della componente sanitaria dei prodotti.

vetreria da laboratorio con biocarburanti a ricordare le white biotech

White biotech:

corrisponde a un’area di notevole interesse applicativo, ovvero quella delle biotecnologie industriali. Il settore si incentra soprattutto sulla coltivazione di microrganismi, trasformati o meno, per la produzione di molecole destinate a svariati settori. Spicca la produzione di enzimi, caratterizzata nel 2018 da un volume di mercato pari a 1,95 mld di dollari, con previsioni di crescita, nel 2026, pari a 3 mld di dollari (CAGR del 5,6%). La catalisi delle reazioni chimiche mediante enzimi mostra indubbi vantaggi in termini di sostenibilità ambientale ed economica, oltre a garantire una maggior selettività. Inoltre, d’interesse è il mercato relativo alla produzione di bulk products e metaboliti impiegati in svariati settori industriali, come quello energetico, con la produzione di biofuels e quello delle bioplastiche.

Green biotech:

trattasi delle biotecnologie agrarie; contrariamente a quanto si possa pensare non si fa esclusivamente riferimento all’ingegneria genetica e alla creazione di OGM. Questo settore annovera la produzione di biofertilizzanti, l’ideazione di nuove tecniche di coltivazione, piuttosto che avanzate tecniche di lotta alla avversità biotiche delle colture agrarie.

onde del mare a ricordare le blue biotech

Blue biotech:

è la branca che comprende lo sfruttamento delle biorisorse marine e costali, oltre alle tecnologie applicate all’acquacoltura. Le biorisorse in questione comprendono piante, pesci, spugne, altri invertebrati, batteri, funghi, macro- e microalghe e altri microrganismi [4]. Le blue bioresouces rappresentano una vera e propria fonte di metaboliti naturali ad oggi ancora celata. Basti pensare che gli organismi sopradescritti hanno già fornito oltre 30.000 molecole con ritmi di oltre 1.000 nuove molecole negli ultimi anni [5]. Queste molecole trovano applicazione in svariati settori, dal farmaceutico e nutraceutico a settori quali il cosmetico, l’agricolo e altri ancora.

Grey biotech:

è il settore che si occupa della salvaguardia e della tutela dell’ambiente e della biodiversità. Branca in continua crescita risulta essere il biorisanamento, che contempla l’impiego di batteri, funghi e piante per la rimozione e la degradazione di inquinanti inorganici e organici presenti nei suoli.

terra secca con una pianta a ricordare le brown biotech

Brown biotech:

è l’area concettuale riferita alle tecnologie applicabili in campo agricolo in aree desertiche, piuttosto che all’utilizzo delle biorisorse di queste zone. Le specie microbiche alofile e termotolleranti possono fornire pool genici di notevole importanza per la comprensione dei meccanismi di tolleranza agli stress abiotici e il successivo trasferimento in campo agrario.

Black biotech:

non ci sarebbe da stupirsi rispetto all’uso di una tecnologia per scopi immorali, è un qualcosa che avviene da sempre e le biotecnologie non fanno certo eccezione. Il colore nero denota l’utilizzo di agenti biologici a fini di bioterrorismo, biocriminalità e danni all’agricoltura. Il centro per la prevenzione e il controllo delle malattie statunitense (CDC) definisce il bioterrorismo come “il rilascio deliberato di virus, batteri, e altri germi (agenti) al fine di diffondere malattie o uccidere persone, animali o piante”. In passato diverse guerre biologiche si sono disputate tramite la diffusione di malattie epidemiche come vaiolo, o l’uso di armi tossiche e agenti infettivi come nel caso dell’antrace, della brucellosi, della tularemia, del botulismo, della febbre Q e altre [6].

dna oro a ricordare le gold biotech

Gold biotech:

è il settore riguardante la bioinformatica, disciplina volta alla realizzazione di database che, grazie alla costante evoluzione delle tecnologie di sequenziamento del DNA, permette di elaborare modelli per studi di genetica di popolazione, ma anche di miglioramento genetico. A quest’area afferiscono anche le bionanotecnologie, punto di giunzione fra la biologia, in particolare le biomolecole, e le nanotecnologie.

Purple biotech:

è l’area di interesse corrispondente alle pubblicazioni, ai brevetti, le invenzioni e i diritti relativi alla proprietà intellettuale, oltre al comparto etico relativo a questo tipo di tecnologie. L’obiettivo primario delle pubblicazioni è relativo alla divulgazione scientifica, ma lo stesso si può dire, in un certo senso, per la normativa brevettuale. La condivisione della propria invenzione, pur soggetta ad esclusiva, porta in egual misura alla condivisione della stessa, promuovendo di fatto la ricerca nel settore. A livello italiano la brevettabilità è subordinata al Codice della proprietà intellettuale (D.lgs. 10 febbraio 2005) e in particolare all’Art. 81 quinquies impedisce la protezione brevettuale rispetto a determinate applicazioni biotecnologiche, nello specifico quelle inerenti al corpo umano e la clonazione umana, così come la modifica dell’identità genetica germinale umana e l’utilizzo di embrioni umani. Inoltre, non costituiscono oggetto di brevetto i procedimenti di modificazione dell’identità genetica degli animali, atti a provocare sofferenza su questi ultimi senza utilità sostanziale per l’essere umano o animale e le invenzioni riguardanti protocolli di screening genetico [7]. Da questa disposizione emerge fortemente la volontà di tutelare la dignità dell’uomo.

Orange biotech:

è il settore che si occupa della divulgazione scientifica riferita al settore biotecnologico; obiettivo primario è quello di diffondere le conoscenze, le scoperte e le nozioni proprie di questa disciplina e di formare i cittadini in questo settore.

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Speriamo di avervi chiarito un po’ la situazione riguardo alle biotecnologie e di avevri fornito degli spunti di riflessione.

Torneremo presto con approfondimenti riguardanti i singoli settori visti oggi,

quindi…

Stay tuned!

BGreen team

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Bibliografia

  1. Max Roser (2020) – “Future Population Growth”. Published online at OurWorldInData.org
  2. Art. 2 Conferenza sulla Diversità Biologica
  3. Pontes, C. E. C., Barroso, W. B. G., & Rito, P. D. N. (2019). Market for biotechnology drugs: market analysis of insulin. Journal of Pharmaceutical Health Services Research, 10(2), 219-226.
  4. Collins, J. E., Vanagt, T., Huys, I., & Vieira, H. (2020). Marine Bio-Resource Development-Stakeholder’s Challenges, Implementable Actions and Business Models. Frontiers in Marine Science, 7, 62.
  5. Lindequist, U. (2016). Marine-derived pharmaceuticals–challenges and opportunities. Biomolecules & therapeutics, 24(6), 561.
  6. Centers for Disease Control and Prevention
  7. Esclusioni dalla brevettabilità

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