Biologia sintetica: avanti, passo dopo passo

Grazie alla biologia sintetica ricercatori del Politecnico federale di Zurigo sono riusciti a potenziare gli effetti di un antibiotico impiegato contro la tubercolosi phil.cdc.gov

Bisogna frenare le ricerche della biologia sintetica che apre nuove prospettive scientifiche e mira addirittura a ricostruire sistemi viventi? Un veto è fuori luogo, secondo la Commissione federale d’etica per la biotecnologia nel settore non umano, ma questa nuova tecnologia va tenuta sotto controllo.

I rapidi progressi compiuti negli ultimi decenni nelle ricerche sul DNA – l’acido desossiribonucleico contenente le informazioni genetiche che stanno alla base del funzionamento degli organismi viventi – hanno aperto la strada a nuove applicazioni considerate rivoluzionarie, come nel campo della medicina, ma suscitano nel contempo grandi riserve, dal momento che toccano l’essenza stessa della vita.

È il caso dell’ingegneria genetica, che mira a conferire nuove caratteristiche alle cellule e a indurle a svolgere nuove funzioni, introducendo geni diversi negli organismi o alterando le sequenze dei geni esistenti. Nonostante i timori, l’ingegneria genetica è già da anni una realtà. Ad esempio nell’agricoltura: in molti paesi si impiegano sempre più spesso organismi geneticamente modificati, concepiti per essere più resistenti alle malattie e ai parassiti.

La biologia sintetica, che si trova ancora in fase sperimentale, si spinge ancora più lontano. Mentre l’ingegneria genetica vuole innanzitutto modificare organismi esistenti, questa nuova disciplina scientifica punta addirittura a fabbricare sistemi viventi che non sono presenti nella natura o a ricostruire artificialmente sistemi biologici che già sussistono.

Metodi più rapidi e meno costosi

In altre parole, la biologia sintetica ha quindi come ambizione di riuscire a ricreare la vita? “Non credo che queste tecnologie ci consentiranno un giorno di ricreare veramente la vita, ma piuttosto di razionalizzare dei processi per giungere alla produzione di nuove sostanze, ad esempio chimiche o farmaceutiche”, dichiara a swissinfo.ch Sven Panke, docente di biologia sintetica al Politecnico federale di Zurigo.

“A mio modo di vedere, la biologia sintetica non introduce infatti applicazioni scientifiche completamente nuove. Si tratta soprattutto di un metodo più rapido, affidabile e meno costoso per realizzare procedure già applicate dall’ingegneria genetica”.

Le ricerche nel campo della biologia sintetica vengono effettuate finora soltanto su microorganismi, adottando diversi approcci scientifici. Il cosiddetto “modello lego” si basa sull’assemblaggio di sequenze funzionali di DNA, con l’obbiettivo di costruire sistemi chimici che presentano proprietà specifiche degli organismi viventi, ma senza far ricorso ad organismi già presenti in natura.

Nel “modello di Chassis” il genoma di un organismo vivente viene ridotto alla sua forma minima, lasciando solo le componenti fondamentali che garantiscono un metabolismo elementare. A questo punto vengono inseriti nuovi moduli sintetici allo scopo di spingere l’organismo a svolgere nuove funzioni, ad esempio produrre una sostanza determinata.

Prospettive allettanti

Finora, queste nuove tecnologie hanno dato risultati concreti soltanto in campo farmaceutico, con la messa a punto di due prodotti: l’artemisinina, un farmaco utilizzato per la profilassi antimalarica, e l’atorvastatin, un medicinale in grado di ridurre il colesterolo. Gli scienziati vi intravedono però diverse altre applicazioni.

“Le possibili applicazioni della biologia sintetica sono in buona parte le stesse di quelle ricercate già da 20 o 30 anni nel campo dell’ingegneria genetica. Ad esempio sostanze chimiche, che potrebbero essere più “pulite” e meno dispendiose. Per quando riguarda i prodotti farmaceutici pensiamo in particolare agli antibiotici, che potrebbero essere fabbricati più rapidamente e in modo meno costoso”, rileva Sven Panke.

Tra le visioni futuristiche suscitate dalla biologia sintetica vi è inoltre la fabbricazione di cellule sintetiche in grado di trasformare le materie prime rinnovabili in energia. Cellule ricombinanti potrebbero inoltre servire da precursori chimici per produrre materie plastiche o tessili, mentre nuovi batteri potrebbero legare l’anidride carbonica in modo da ridurre le concentrazioni di CO2 nell’atmosfera.

Prudenza e attenzione

Nonostante queste prospettive, ancora lontane, la biologia sintetica solleva già oggi le stesse riserve di fondo emerse negli ultimi decenni in relazione all’avvento delle biotecnologie. Tutte queste tecnologie operano infatti in una dimensione ancora troppo complessa e imponderabile, in cui non si possono escludere rischi molto elevati di danni per l’uomo e per l’ambiente.

Chiamata a chinarsi per la prima volta sulla biologia sintetica, la Commissione federale d’etica per la biotecnologia nel settore non umano (CENU) ritiene che anche in questo campo le sperimentazioni debbano essere tenute sotto controllo, ma che attualmente non vi sia alcuna argomentazione fondamentale per imporre un veto.

“Non possiamo lasciarci accecare dalla speranza che nulla di grave possa prodursi impiegando sostanze potenzialmente pericolose, ma neppure rifiutare a priori ogni azione solo per timore. Dal momento che i rischi non sono attualmente ponderabili, dobbiamo avanzare con prudenza e attenzione, passo dopo passo”, ha dichiarato Klaus Rippe, presidente della commissione durante una conferenza stampa tenuta lunedì a Berna.

La CENU propone di estendere alla biologia sintetica le norme legali introdotte dal 2003 per regolare le sperimentazioni dell’ingegneria genetica. In base a tali regolamentazioni, ad esempio, fino a quando non si disporranno di tutti i dati empirici necessari per una valutazione dei rischi legati alle emissioni sperimentali, gli organismi fabbricati sinteticamente dovranno essere utilizzati esclusivamente in sistemi chiusi.

Armando Mombelli, swissinfo.ch

Biologia sintetica

Settore relativamente nuovo della ricerca, la biologia sintetica mira a creare nuove forme di vita artificiali, costruite, come le macchine, per svolgere determinati compiti.

A tale scopo, la biologia sintetica coniuga le ricerche di diverse discipline scientifiche: biologia molecolare, chimica, scienze informatiche e scienze ingegneristiche.

La ricerca più avanzata in questo ambito è quella annunciata nel 2008 dal pioniere dell’ingegneria genetica Craig Venter, che intende creare una specie parzialmente sintetica di batterio, il Mycoplasma laboratorium, servendosi del genoma della specie naturale Mycoplasma genitalium.

Il gruppo di Venter sta cercando di prelevare dei geni da questo batterio, per poi assemblarli e introdurli in una membrana cellulare, in modo da creare un nuovo organismo vivente. Finora queste sperimentazioni non hanno avuto successo.

Commissioni di etica

Governo e parlamento sono sempre più spesso chiamati a decidere e a regolamentare in materia di nuove applicazioni della scienza e della medicina, in particolare nell’ambito della genetica.

Per poter disporre di strumenti di riflessione e di valutazione di fronte a queste nuove tematiche, il Consiglio federale ha istituito due commissioni federali di etica, composte da specialisti scientifici e tecnici, filosofi, sociologi, psicologi e rappresentanti del mondo ecclesiale.

Nel 1998 è nata così la Commissione federale d’etica per l’ingegneria genetica nel settore non umano (CENU). Nel 2001 è stata creata invece la Commissione nazionale d’etica per la medicina umana (CNE).

La CENU, costituita da 12 membri, si è già pronunciata sulla regolamentazione delle emissioni nell’ambiente di organismi geneticamente modificati, le disposizioni sulle derrate alimentari contenenti organismi geneticamente modificati, gli xenotrapianti o la brevettazione di animali e piante.