Fissaidee 2

1. Le applicazioni mediche delle biotecnologie

L’ambito biomedico è quello in cui le biotecnologie hanno maggiori investimenti e dove ci sono più occupati. Le principali applicazioni riguardano il settore della diagnostica e quello della cura.

2. Diagnostica: test antigenici

Per la parte legata alla diagnostica si possono citare i test molecolari e antigenici per la rivelazione di infezioni o antigeni in generale. Basti pensare ai test diagnostici per la rilevazione di Sars-Cov-2 che sono stati molto utilizzati negli scorsi anni. O al test di gravidanza che va a riscontrare la presenza di un ormone specifico.

I test diagnostici possono permettere di rilevare la presenza di alcuni patogeni da vari liquidi corporei o persino da campionamenti industriali o dalle acque reflue delle città, sfociando quindi nelle biotecnologie ambientali. Molti di questi sistemi nascono da applicazioni derivate dall'immunologia: gli anticorpi sono particolari proteine prodotte dalle cellule del sistema immunitario che hanno la caratteristica di riconoscere altre molecole in modo specifico. 

Anticorpi uniti ad altre molecole in grado di colorarsi o diventare fluorescenti dopo il riconoscimento dell’antigene vengono usate in molte applicazioni come i test rapidi o nei laboratori di ricerca.

3. Diagnostica: test molecolari

Altri test diagnostici si basano sulla rilevazione di acidi nucleici che, grazie alla già citata PCR possono essere amplificati, e quantificati, anche partendo da quantità estremamente basse, come quelle presenti in campioni biologici (ad esempio un “tampone nasale”) o ambientali (ad esempio le acque reflue di una città). 

4. Diagnostica: test genomici

Un altro ramo importante della diagnostica riguarda il sequenziamento del genoma. 

Conoscere le funzioni di specifici geni e le mutazioni che possono portare ad una malattia permette una diagnosi e una cura più tempestiva. Test come questi si effettuano sia nel feto (test prenatali) sia in età adulta. Uno dei test genetici diagnostici più famosi che si può effettuare in età adulta è quello per gli oncogeni, in particolare riferiti al tumore al seno. Ci sono infatti due geni specifici (BRCA1 e BRCA2) in cui, se presente una determinata mutazione, si ha una probabilità maggiore fino a 50 volte di contrarre tumore al seno. 

Il costo sempre più basso del sequenziamento del DNA consente di effettuare l’analisi di un numero molto elevato di geni per singolo paziente, consentendo di applicare approcci di cura che vengono definiti “personalizzati”, ovvero calibrati in base alle caratteristiche genetiche di ogni singolo paziente.

5. Cura: farmaci biotecnologici a base proteica

L’altro settore importante è quello relativo alla produzione di sistemi di cura. L’applicazione più semplice è quella della produzione di farmaci biotecnologici. 

L’insulina è un farmaco fondamentale per chi soffre delle diverse forme di diabete: questo ormone proteico è formato da due piccoli peptidi legati da due ponti disolfuro.

Dopo la scoperta negli anni ‘20 l’unico modo per utilizzare insulina per decenni è consistito nel ricavarla dal pancreas di suini e bovini macellati. Grazie alla produzione di batteri ingegnerizzati con la tecnologia del DNA ricombinante è stato possibile produrre questo peptide modificato in grande quantità all’interno di bioreattori. Grazie a questo l’insulina è potuta diventare un farmaco di uso comune, a basso costo e ha potuto allungare e migliorare la vita di milioni di persone. 

6. Cura: farmaci biotecnologici a base di anticorpi

Anche se di fatto sono farmaci proteici, le loro particolarità biochimiche e la loro efficacia consentono di considerarli una categoria specifica. Gli anticorpi sono biomolecole complesse che stanno avendo una grande esplosione in ambito medico. Sono prodotti da cellule di mammifero, tumorali e non. Gli anticorpi possono essere monoclonali, cioè tutti identici e frutto della clonazione di una singola plasmacellula, o policlonali, e quindi diversi tra loro. L’utilizzo di anticorpi ha come obiettivo quello di riconoscere un antigene specifico che può appartenere ad un patogeno, a una tossina, a una cellula tumorale o anche a una molecola erroneamente prodotta dal corpo. Per questo motivo esistono già svariati anticorpi approvati contro alcune forme di cancro, virus e malattie autoimmuni. 

7. Cura: farmaci biotecnologici a base di cellule

Sempre in ambito dell’immunoterapia, altre applicazioni riguardano la possibilità di ingegnerizzare direttamente alcune cellule del sistema immunitario, come i linfociti T, per rispondere in modo più efficace contro alcune forme tumorali. La tecnologia CAR-T come trattamento contro la leucemia linfoblastica del bambino e linfoma nell’adulto è stata approvata in Europa nel 2018.

8. Cura: farmaci biotecnologici a base di acidi nucleici

Altre applicazioni delle biotecnologie riguardano la possibilità di utilizzare vettori virali ingegnerizzati per portare informazioni dentro alle cellule per la produzione di proteine o per l’integrazione diretta dell’informazione nel DNA. 

Nel primo caso rientrano i vaccini a vettore virale che hanno giocato un ruolo importante nella recente pandemia di Sar-Cov-2. 

Nel secondo caso rientrano le strategie di terapia genica che possono permettere sostituire la versione danneggiata di un gene all’interno di un tessuto specifico nei pazienti.

9. Cura: farmaci biotecnologici a base di tessuti e organi

Le tecnologie biomediche non si fermano solo alla produzione di farmaci, virus e cellule ma permettono di produrre anche tessuti per la chirurgia ricostruttiva, come per esempio pelle per grandi ustionati.

Un altro ambito in forte crescita riguarda quello degli xenotrapianti: la produzione di tessuti e organi in animali la cui informazione genetica è stata editata per avere una maggiore compatibilità degli organi sia da un punto di vista genetico, per evitare il rigetto, che morfologico, come nel caso delle dimensioni dei cuori di maiale.