Biotecnologie marine: una miniera di molecole con proprietà innovative

Prodotti e servizi da biorisorse marine (http://www.ibmaudec.cl/2013_06_01_archive.html)

La biotecnologia marina (LINK), chiamata anche Blue biotechnology, è una disciplina in forte aumento e denomina l’insieme delle applicazioni tecnologiche della biologia marina ed acquatica. Il mercato ha oggi un valore di 2,8 miliardi di euro nella sola Europa e per i prossimi anni è stimato possa crescere fino al 12% annuo se industria e ricerca andranno di pari passo. 

Le biotecnologie marine non solo creano occupazione e ricchezza, ma sono anche in grado di contribuire allo sviluppo di economie più intelligenti e rispettose dell’ambiente. Giappone, Cina e Stati Uniti hanno già iniziato a investire ingenti somme in questo settore.

I cambiamenti che hanno modificato gli ecosistemi marini hanno dato vita ad un archivio vivente della diversità ancora inesplorato. Studiando questo immenso patrimonio i ricercatori avrebbero la possibilità di realizzare nuovi materiali, farmaci, cure e servizi, avvalendosi di queste risorse per trovare una soluzione ai cambiamenti climatici e a tutte le alterazioni pericolose per il nostro Pianeta.

Foresta marina di alghe

Il Presidente della Marine Board della Fondazione europea della scienza (FES), Lars Horn, ha affermato che l’Europa entro il 2020 può guidare il mercato della biotecnologia marina (LINK). 

E' così, OPPURE:

Il futuro delle biotecnologie marine è nelle lagune della Polinesia? (LINK)

Le calde acque delle lagune salmastre della Polinesia francese potrebbero ospitare microbi con enorme potenziale commerciale, che potrebbero servire a produrre potenti medicinali o loro alternative. Ne sono convinti i ricercatori di Pacific Biotech, una startup di Tahiti creata nel 2006 e che è subito diventata una delle imprese più innovative della Francia. Alla Pacific Biotech dicono che il loro obiettivo è quello di «Ricercare, caratterizzare e valorizzare delle molecole di interesse biotecnologico, prodotte in condizioni controllate, attraverso dei microrganismi provenienti da ambienti atipici polinesiani». Infatti numerosi ecosistemi della Polinesia ospitano microrganismi molto particolari e Pacific Biotech li sta localizzando.

Gli studi di maggior successo sulle molecole prodotte da questi ceppi riguardano gli esopolisaccaridi  (Eps) e i poliidrossialcanoati (Pha). La presenza di gruppi chimici specifici (per esempio  acidi uronici, raggruppamenti di zuccheri aminoacidi e solfato) richiede una notevole quantità di interessanti proprietà chimiche e/o biologiche. Infatti, le attività come la chelazione di certi metalli o l’inibizione di attività enzimatiche sono state identificate per diverse collezioni di Eps. 

Altri promettenti studi sono stati avviati per quanto riguarda la biosintesi di pigmenti e di enzimi di interesse industriale. Ad esempio, Pacific Biotech ha scoperto il batterio Paracoccus zeaxanthinifacienspayriae che produce molecole esopolisaccaridiche con un potenziale commerciale per creme idratanti e antiossidanti ed ha anche e individuato il batterio  Pseudomonas guezennei  che secerne una forma di poliestere naturale chiamato poliidrossialcanoato che potrebbero costituire la base di un materiale di imballaggio biodegradabile. «E ‘una valida alternativa per la produzione di plastica – dice Il biochimico polinesiano Bernard Costa, di Pacific Biotech –  in quanto non sarebbe fatta da petrolio greggio, ma da una fonte rinnovabile. 

Come sottolineano quelli di Pacific Biotech, «Nel mondo gli oceani presentano numerosi ecosistemi unici e vari che implicano una grande diversità a livello di metabolismo biologico degli esseri viventi che li colonizzano. I pesci, le conchiglie ed i crostacei sono i più conosciuti degli organismi marini ma non rappresentano che una piccola parte della vita marina. Tra i “dimenticati” degli oceani i microrganismi marini sono stati sfortunatamente per lungo tempo scartati dai programmi di ricerca, sebbene ai giorni nostri sia conosciuta un’infima parte tra loro. In effetti, delle recenti expertises hanno rivelato che meno dell’1% dei funghi marini sono stati studiati e circa il 3% dei batteri marini sono stati scoperti».

Eppure un gran numero di ecosistemi marini offre condizioni di vita atipiche ed estreme e per colonizzare questi habitat i microrganismi sono stati obbligati ad adattare il loro metabolismo, producendo spesso molecole funzionali specifiche. Questo è di interesse per di versi settori industriali che sono costantemente alla ricerca di nuove molecole di origine naturale, è il campo della “chimica verde”».

Il settore forse più promettente per le molecole innovative di origine naturale è quello dei cosmetici. Il team di Pacific Biotech spiega che «Attualmente, delle 150.000 molecole prodotte da piante, animali e microrganismi, meno del 10% provengono da organismi marini. E lo stesso vale per le 50.000 risorse prodotte da microrganismi, che riguardano solo pochi ceppi marini. Proprio questa grande diversità degli ecosistemi marini e la scarsa ricerca su di loro finora svolta, lasciano intuire un enorme potenziale per nuove molecole attive, maggiore che negli ecosistemi terrestri. Infatti negli ultimi 10 anni si è osservato un declino del numero di nuove molecole scoperte a partire da organismi terrestri, mentre le scoperte di molecole prodotte da organismi marini sono in piena espansione. 

La Polinesia potrebbe davvero essere la Mecca delle biotecnologie marine: i diversi ecosistemi che si trovano nella sua miriade di isole comprendono i tappeti microbici di alcuni atolli dell’arcipelago delle Tuamotu che sono stati ben studiati negli ultimi anni. Le ricerche di Pacific Biotech si concentra su ecosistemi estremi come le lagune di Kopara, con tappeti microbici di color arancione che si sviluppano nell’acqua ad alta salinità illuminata e riscaldata dal sole. 

Lone Gram, un ricercatore biotecnologico della Danmarks Tekniske Universitet, fa notare che «I batteri sono già utilizzati come fonti di composti in prodotti commerciali che vanno dalle medicine al detersivo in polvere, ma è solo di recente che i ricercatori hanno cominciato la bio-prospezione di nuovi batteri marini. L’oceano è pieno di organismi che sono unici dell’ambiente marino. Poiché le condizioni degli oceani e della terra sono completamente diversi, molti scienziati ritengono che gli organismi marini sono in grado di produrre molecole bioattive che sono distinte da quelle che conosciamo negli organismi terrestri. I composti da batteri marini potrebbero essere usati come farmaci antitumorali, per trattare le infezioni resistenti agli antibiotici o nella produzione di biocarburanti. Dato che l’industria microbiologia marina è ancora giovane, nuove applicazioni potrebbero essere trovate tra i milioni di batteri che devono ancora essere identificati. 

L’IAMC CNR è partner del CSA MarineBiotech, un network di collaborazione che si è sviluppato all’interno del 7th FP europeo. Esso è composto da 11 partners, rappresentanti di 9 paesi europei, che supportano la ricerca e lo sviluppo delle Biotecnologie Marine in Europa. I principali obiettivi del progetto sono:

1. la realizzazione di un consorzio transeuropeo che coinvolga trasversalmente accademia, industria, stakeholders e funding agencies,
2. la costruzione di una mappa dettagliata sul panorama europeo di gruppi di ricerca, progetti, enti pubblici e privati, industrie e iniziative inerenti le Biotecnologie Marine,
3. la preparazione di una strategia per un ERA-NET sulle Biotecnologie Marine. Il crescente interesse verso questo tema è dovuto alle riconosciute potenzialità nel settore della conoscenza ma anche in quello produttivo, in particolare la bio-economia alla quale la Comunità Europea guarda come nuova prospettiva di innovazione e formazione.

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