Così la biotecnologia esce dal laboratorio. Andando oltre gli ogm

Una rivoluzione silenziosa si sta facendo largo tra laboratori universitari e i garage di qualche autodidatta: si tratta di biologia e del modo in cui l’uomo sta cercando di diminuire il suo impatto sul nostro Pianeta.

Tutto inizia il 26 luglio del 1989; una nave che trasporta petrolio al largo delle Green Sea Island, vicino all’Alaska, perde il suo carico. La compagnia prova a riparare il danno con una tecnica mai usata prima: il biorisanamento, ovvero l’uso di organismi già presenti in loco capaci di degradare gli inquinanti rendendoli innocui per l’ambiente. Quella fu la prima volta nella storia dell’umanità in cui si cercò di rimediare a un danno ambientale con l’uso di batteri già presenti in natura: le biotecnologie trovarono così un’inedita applicazione a scopo ambientale.

Da allora l’interesse della ricerca nell’uso di biotecnologie, che impiegano organismi come funghi, batteri, alghe o piante già esistenti in natura per diversi scopi -il risanamento ambientale, la produzione energia o la coltivazione- è cresciuto, trovando un impiego concreto anche nel quotidiano.

Nel maggio di quest’anno, dagli Stati Uniti, è giunta la notizia che il Governo ha deciso di investire 121 milioni di dollari in uno dei più importanti studi mai effettuati sui microorganismi. Dopodiché sono arrivati i fondi dei privati, per oltre 500 milioni di dollari. È il primo grande investimento sulla ricerca sui microrganismi, e l’obiettivo è quello di studiare il loro ruolo in tutti gli ecosistemi terrestri, come indicatori del cambiamento climatico, nella produzione di cibo, la coltivazione e anche per la salute dell’uomo visto che nel nostro stomaco abbiamo una enorme quantità di microganismi da cui dipende la nostra salute.

Ma non è solo la ricerca ad occuparsi di nuove soluzioni ai problemi causati dall’uomo.

Contemporaneamente si sta sviluppando una forma di “democratizzazione” dell’uso dei metodi e delle tecniche nel campo della biologia.

Come esistono i makers informatici che codificano con Linux o che costruiscono stampanti 3D attivate dal famoso circuito Arduino, così esistono i makers della biologia, persone che per hobby creano tessuti dalle alghe o ricavano inchiostro dai batteri o ancora creano dei digestori casalinghi per produrre biogas  (tanto per citare le cose più facili da fare).

Un luogo meraviglioso che vuole diffondere le tecnologie biologiche “do it yourself” è l’istituto di Arte, scienza e tecnologia WAAG Society in Olanda, che ha l’obiettivo di creare una cultura scientifica aperta al pubblico per diffondere queste tecnologie. Ha più l’aspetto di un atelier di designer che non quello di un laboratorio asettico di biologia. Durante la settimana è facile imbattersi in gruppi di studenti o semplici cittadini appassionati intenti ad ascoltare un esperto nell’ambito delle biotecnologie mentre sono impegnati ad armeggiare con il microscopio.

Barbara Pollini si occupa di ecodesign e di biomateriali. Recentemente ha organizzato un corso  aperto ai cittadini curiosi di imparare a realizzare in casa i biomateriali ottenuti da organismi come funghi coltivati usando materie di scarto e allevare gli insetti ad uso alimentare. Secondo Barbara, il design che viene diffuso alla WAAG society è il futuro: “Penso che i materiali del futuro saranno sempre più bio-compatibili -spiega-, capaci di valorizzare gi scarti e utilizzare risorse rinnovabili, mentre per il futuro del design la parola chiave sarà efficienza ambientale per un pianeta fatto di risorse scarse”. Non è l’unico luogo dove potreste cimentarvi nella biologia fai da te, sul sito DIYbio (https://diybio.org) c’è l’elenco di tutti i laboratori pubblici nel mondo dove poter imparare le tecniche per diventare dei bio-ingegneri fai da te.

Al WAAG Society di Amsterdam ci si può imbattere in gruppi di studenti o semplici cittadini appassionati intenti ad ascoltare un esperto nell’ambito delle biotecnologie

Anche il mondo accademico si è reso conto della necessità di aprire le porte dei laboratori al mondo, raggiungendo così un rapido progresso della ricerca grazie alla logica open source.

Con l’arrivo di grandi epidemie come Ebola e Zika si è imposto un cambio di strategia, la condivisione in tempo reale dei dati ha permesso di velocizzare l’avanzamento degli studi.

Le critiche si concentrano sulla sicurezza: alcuni dati, infatti, potrebbero divenire pericolosi se finissero nelle mani sbagliate. Il dibattito è aperto da quando venne pubblicata l’intera sequenza genetica del virus H1N1, quello della febbre suina; è da allora che ci si chiede se sia giusto rendere pubbliche informazioni così delicate.

Mackenzie Cowell, il fondatore di DIYbio, una realtà nata con lo scopo di diffondere le conoscenze biotecnologiche, non è d’accordo. “La biologia è troppo importante per essere lasciata nelle mani di pochi esperti”, sostiene. Come nell’informatica, è grazie alla condivisione di codici e programmi che nascono le migliori applicazioni di cui tutti possono godere gratuitamente.

È una rivoluzione bio-tecnologica che non ha niente a che fare con gli Organismi geneticamente modificati. Una rivoluzione che è più bio che tecnologica e che sarà accessibile a tutti e non segretamente nascosta dietro un brevetto.

Dieci anni fa, in Italia, Daniele Daffonchio, professore e pioniere della microbiologia ambientale, ha scoperto con il suo gruppo di ricerca i batteri capaci di degradare uno dei peggiori lasciti dell’agricoltura del passato, il DDT, un pesticida altamente dannoso per l’uomo e la fauna animale, che persiste per decenni nell’ambiente intossicando generazioni di esseri viventi.

Nel luglio di quest’anno è giunta un’altra importante notizia dall’Università di Bolzano, dove lavorano Lorenzo Brusetti e Luigi Maria Borruso. I due hanno trovato il modo di usare parti di DNA di alcuni batteri presenti nell’ambiente come sentinella di presenza di inquinanti o di antibiotici.  Essere capaci di stimare la presenza di un livello di guardia di antibiotici nell’ambiente può aiutare a prevenire la possibile comparsa di batteri resistenti. Proprio sugli antibiotici l’allarme è aumentato dal maggio 2016 quando una donna di 49 anni è stata trovata infetta da un batterio resistente a tutti gli antibiotici. Anche il Dipartimento di agricoltura statunitense ha trovato un caso simile in un maiale.

I dati dell’OMS parlano chiaro: se non si ridurrà l’impiego degli antibiotici sia per l’uomo sia in ambito agricolo, entro il 2050 potranno morire dieci milioni di persone a causa dell’emergere di batteri resistenti.

“La biologia è troppo importante per essere lasciata nelle mani di pochi esperti”. Mackenzie Cowell, fondatore di DIYbio, divulgatore di conoscenze biotecnologiche

Per ridurre l’impatto dell’uomo la soluzione è misurare e intervenire per tempo per prendere in considerazione misure di contenimento o di risanamento. La ricerca sta quindi lavorando su strumenti in grado di individuare sostanze pericolose grazie alle tecnologie sviluppate nel campo della biologia. Come i biosensori, strumenti che sfruttano un mix di componenti biologici e di hardware capaci di individuare sostanze inquinanti. Questi strumenti hanno un costo contenuto e il loro mercato è in continua crescita. Secondo la Compound Annual Growth Rate (CARG), infatti, la crescita registrata tra 2009 e 2016 è dell’11,5%. Il mercato della biologia sintetica di cui i biosensori fanno parte ha raggiunto i 2 miliardi di dollari di valore nel solo 2012.

La biologia può anche aiutarci a capire i meccanismi degli ecosistemi, fino al cambiamento climatico, che è prevedibile attraverso lo studio dei batteri. All’Università di Losanna sono stati raccolti i dati della flora batterica del suolo e con un modello informatico si potrà prevedere l’impatto del cambiamento climatico sul nostro Pianeta. È dalla flora batterica che dipendono molti dei cicli più importanti che mantengono la “vitalità” dei nostri ecosistemi. Sono infatti i batteri a svolgere il ciclo dell’azoto, uno dei pilastri della vita su questo Pianeta.

Fondamentali anche per l’agricoltura poiché sono responsabili della fertilità del suolo.

Considerando che solo la nostra atmosfera è composta per l’80% di azoto è facile comprenderne l’importanza. Con i batteri si può attenuare l’emissione di uno dei maggiori gas climalteranti, l’ossido di azoto, che ha un impatto di ben 300 volte superiore sul clima rispetto all’anidride carbonica. Solo l’agricoltura è responsabile del 60% delle emissioni di questo gas.

Anche per migliorare l’efficienza produttiva e diminuire l’impatto della produzione del cibo nell’agricoltura si guarda ai biofertilizzanti, quei concimi che usano scarti di natura organica o microrganismi tra cui funghi e batteri in grado di aumentare la fertilità del suolo. Nel 2014 la dimensione di questo mercato è stata stimata in 535,8 milioni di dollari. Nel campo agricolo, Annalisa Balloi e la sua impresa MicroForYou, ha realizzato un prodotto che difende le api proprio grazie ai batteri.

Il mondo è cambiato e le parole fanno la differenza. Si è sempre pensato alle biotecnologie come a qualcosa indissolubilmente legato agli Ogm. Non è così. In futuro, le tecnologie che useranno le conoscenze nel capo della biologia occuperanno sempre più spazio nella nostra vita quotidiana.

Davide Ciccarese è ricercatore di Microbiologia ambientale presso lo Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology di Duebendorf. Per Altreconomia edizioni ha scritto il libro “I semi e la terra”

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