Sportello di Assistenza ed Informazione Agricola (S.A.I.A)

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Biotecnologie ed OGM

1. Premessa

Con il termine biotecnologie si intendono, in maniera generale, tecniche che utilizzano un certo fenomeno biologico. Tali tecniche esistono da quando esiste l’uomo: già 3000 anni fa popolazioni come i cinesi erano soliti utilizzare microrganismi per produrre il pane.

Alle tecniche biotecnologie cosiddette “tradizionali” (tecniche che sfruttano semplicemente l’attività di determinati microrganismi) si sono affiancate già dagli anni 70 tecniche diverse che potremmo definire “avanzate”, le quali utilizzano microrganismi, cellule animali e vegetali o parte di esse per ottenere determinati prodotti.

La scoperta scientifica degli enzimi di restrizione (proteine in grado di tagliare il DNA in punti specifici) effettuata nel 1972 dai biologi americani Herbert Boyer e Stanley Cohen ha difatti consentito la sperimentazione ed applicazione di tecniche di trasferimento di singoli geni da diverse specie e la creazione dei cosiddetti OGM (organismi geneticamente modificati).

Gli OGM, in particolare, sono organismi nei quali, mediante tecniche avanzate di biotecnologia (ingegneria genetica), viene inserito un gene estraneo all’organismo originario (gene della stessa specie, ma anche, come più frequentemente accade, di specie completamente differenti).

Il trasferimento di un gene da una specie ad un’altra consente di ottenere un organismo transgenico.

Se con il miglioramento genetico tradizionale (ossia, attraverso l’applicazione delle tecniche biotecnologiche tradizionali) viene già velocizzata la selezione di varietà migliori, l’ingegneria genetica (fondata sull’applicazione delle tecniche avanzate) consente di accelerare ulteriormente questo processo attraverso il superamento delle barriere genetiche esistenti in natura tra specie differenti.

2. Settori di applicazione di biotecnologie avanzate

I settori in cui le biotecnologie avanzate vengono applicate sono i seguenti:

 Agricoltura

• utilizzo di microrganismi;

• diagnostica;

• zootecnia;

• piante transgeniche:

  • miglioramento qualitativo;

  • tolleranza ad erbicidi;

  • autoprotezione (parassiti e patogeni).

 Industria alimentare

• controllo qualitativo degli alimenti;

• enzimi;

• dietetica.

 Medicina

• vaccini;

• terapie diagnostiche;

• terapia genica somatica;

• terapeutica;

• oncologia.

 Ambiente

• trattamenti acque;

• smaltimento rifiuti.

 Chimica

• energia;

• cosmesi;

• tessile.

3. Biotecnologie ed agricoltura

Mediante l’isolamento ed il trasferimento di uno o più geni in nuove cellule è possibile realizzare piante transgeniche: piante cioè nel cui menoma sono stati inseriti geni provenienti da microrganismi o da piante di specie diverse.

Il trasferimento nelle cellule vegetali di materiale ereditario può essere ottenuto con le seguenti due metodologie.

Diretta

• incorporazione in sospensione cellulare priva di pareti cellulari;

• cannone a particelle in tessuti con capacità rigenerative elevate.

Indiretta

• uso di vettori (virus, batteri ) modificati e resi innocui.

In questi anni la ricerca si è indirizzata all’ottenimento di piante transgeniche che presentano determinate caratteristiche

• tolleranza agli erbicidi;

• autoprotezione da patogeni e parassiti ( virus, batteri, funghi, insetti );

• varietà qualitativamente migliorate;

• resistenza agli stress ambientali:

  • elevate temperature;

  • siccità;

  • freddo e gelate;

  • salinità;

• capacità di sintetizzare sostanze di interesse industriale e farmaceutico.

Un obiettivo molto complesso da realizzare, a causa di interessi frequentemente contrastanti, è quello di attuare un’agricoltura che sia nello stesso tempo sostenibile e produttiva.

Il massiccio impiego di erbicidi costituisce difatti una fonte di inquinamento nonostante lo stesso sia considerato, in agricoltura intensiva, insostituibile. Peraltro, rendere tollerante una certa coltura ad un tipo di erbicida (per esempio, il glifosate), consente di usare tale sostanza dopo la germinazione dei semi, utilizzandone dosi ridotte ed ottenendo così minori costi produttivi ed un bassissimo impatto ambientale.

 Alcune colture di interesse agrario rese tolleranti al glifosate sono:

• mais;

• colza;

• soia;

• barbabietola;

• cotone.

Anche l’autoprotezione da patogeni e parassiti presenta dei vantaggi di notevole interesse (si pensi all’uso massiccio di fitofarmaci impiegati nell’agricoltura intensiva ed all’impatto che esso determina sull’ambiente). Con queste tecniche si realizzano coltivazioni a minor impatto ambientale, con una drastica riduzione delle quantità dei carburanti utilizzati per l’applicazione dei trattamenti, contribuendo così anche alla riduzione dei costi di produzione.

Anche il miglioramento delle caratteristiche qualitative degli alimenti rappresenta un obiettivo delle biotecnologie avanzate. In alcune piante viene effettuata la modificazione delle proprietà di certi enzimi oppure la mutazione delle caratteristiche nutrizionali: si realizzano alimenti con carboidrati, proteine e grassi prodotti in quantità e/o forma differenti ottenendo un prodotto più ricco o più digeribile; ovvero prodotti dotati di sostanze mirate al superamento di patologie mediche, anche di natura allergica.

 Alcune delle colture già interessate da tecniche biologiche di miglioramento qualitativo sono:

• soia con maggior quantità di grassi polinsaturi o di lisina (amminoacido);

• riso con maggior contenuto di proteine;

• orticole ricche di carotenoidi ( potenti antiossidanti);

• patate con struttura modificata dell’amido o che producono fruttani;

• canna da zucchero con un maggior contenuto in zucchero.

 Alcune delle sostanze prodotte tramite le piante transgeniche sono:

• anticorpi;

• encefalica;

• albumina del siero umano;

• interferone b.

Anche la resistenza agli stress ambientali rappresenta un obiettivo di notevole importanza della biotecnologia applicata all’agricoltura. In certi paesi del Terzo Mondo, a causa delle condizione ambientali estreme, è presente una forte carenza alimentare: le biotecnologie possono consentire di produrre piante capaci di resistere a certi forti stress ambientali, incrementando così la produzione alimentare e migliorando le condizioni di nutrizione locali.

4. Biotecnologie e biosicurezza

Con il termine OGM ci si riferisce ad esseri viventi il cui patrimonio genetico è stato manipolato e modificato in laboratorio.

E’ fondamentale quindi che vengano valutati in maniera attenta gli effetti che possono derivare dalla immissione nell’ambiente degli OGM.

Le verifiche riguardano in maniera preponderante la tutela della salute umana e quella dell’ambiente (in particolare ecosistemi e biodiversità). Si tratta di rischi oggetto di costante attenzione e preoccupazione sia da parte dell’opinione pubblica che delle comunità scientifiche e degli stessi governi. Sono in corso dibattiti su scala mondiale che vertono, da una parte, sui potenziali contributi che gli OGM potrebbero dare allo sviluppo e dall’altra sui correlati (inevitabili) profili di bioetica e di biosicurezza.

L’introduzione di nuove varietà nell’ambiente, potendo determinare significativi effetti a lungo termine sugli ecosistemi (impatto), rende difatti oltremodo necessario procedere ad un’attenta e preventiva valutazione del rischio connesso alla costruzione in laboratorio di OGM ed alla relativa diffusione.

Tra fattori di rischio che destano maggior preoccupazione, legati al rilascio nell’ambiente degli OGM, possono identificarsi i seguenti.

Fattore rischio salute

Timori molto diffusi sono quelli legati alla possibilità che i vegetali geneticamente modificati abbiano in sé sostanze tossiche e/o allergeniche per il genere umano. Ma diffusa è anche la preoccupazione legata allo sviluppo di resistenze ai farmaci, in particolare antibiotici, da parte di agenti patogeni e l’alterazione del valore nutrizionale dei prodotti alimentari e mangimistici.

Fattore rischio ambientale

Esso è legato all’imprevedibilità dell’espressione genica, all’instabilità dei transgeni, alla persistenza indesiderata. Tra i potenziali rischi per l’ambiente possono ricordarsi:

• probabilità di trasferimento del gene estraneo nell’ambiente attraverso la diffusione di semi nel terreno;

• probabilità di trasferimento del transgene (tratto di gene che conferisce il nuovo carattere) a piante compatibili attraverso il polline transgenico;

• effetti turbativi sugli habitat naturali (competizione) e quindi sulla biodiversità indotti dalle piante transgeniche;

• probabilità di modificazione delle popolazioni di microrganismi (batteri) e delle forme terricole;

• aumento dell’uso di pesticidi in agricoltura.

Fattori generali

Si tratta di fattori legati, oltre che all’aumento dei costi, a problemi etici, giuridici e di identificabilità e di approvazione da parte dei consumatori e dell’opinione pubblica.

Problemi di proprietà intellettuale e di brevettabilità

Si fa riferimento, a causa dei brevetti sulle varietà vegetali, ai rischi di dipendenza economica delle agricolture delle aree meno sviluppate del pianeta rispetto agli interessi politici ed economici di Paesi più sviluppati tecnologicamente ed avanzati nei settori della ricerca, dell’innovazione e della sperimentazione.

5. Protocollo di Cartagena sulle biodiversità

Il protocollo è stato sottoscritto nel gennaio del duemila da 65 Paesi, tra cui l’Italia.

Esso prevede l’accordo informato e preventivo tra i Paesi per i movimenti transfrontalieri di OGM destinati ad essere immessi nell’ambiente e norme specifiche per le materie prime contenenti tali prodotti.

L’immissione sul mercato di un nuovo alimento deve essere preceduta da un’attenta valutazione del rischio per la salute del consumatore: ciò sulla base di un processo valutativo di “analisi del rischio” che si articola nelle seguenti fasi principali.

Valutazione del rischio

Processo di natura scientifica che ha la finalità di quantificare gli effetti derivanti dall’esposizione di una popolazione umana, animale o vegetale ad un agente di natura chimica, fisica o biologica. Tale fase è a sua volta articolata nelle seguenti quattro sottofasi:

• identificazione del pericolo;

• caratterizzazione del pericolo;

• valutazione dell’esposizione;

• caratterizzazione del rischio.

Gestione del rischio

Concerne la valutazione comparativa del rapporto costi/benefici, la definizione delle decisioni che vanno prese per il contenimento dei rischi e delle norme per il controllo, la prevenzione e la limitazione di eventuali rischi.

Comunicazione del rischio

Concerne lo scambio di informazioni durante il processo di analisi del rischio tra il personale scientifico, i gestori del rischio, la popolazione, le industrie e tutti gli altri settori sociali comunque coinvolti/interessati.