Le piante come bioraffinerie e biofabbriche, col vertical farming è meglio. Anche per i vaccini.

Chi ci segue nella nostra attività sa che abbiamo per primi portato in Italia il tema del vertical farming e della coltivazione di piante non solo per uso alimentare ma anche per scopi farmaceutici. Dalle piante si estraggono sostanze attive da tempi immemorabili (i decotti, le tisane, etc, erano e sono un metodo piuttosto grezzo ma funzionano), il caso classico è l’acido acetilsalicilico, ossia l’aspirina, che prima di essere prodotta industrialmente si estraeva dalle foglie delle piante di salice.


Con la coltivazione in ambiente controllato, di cui il vertical farming è la forma più evoluta, le possibilità di usare le piante come bioraffinerie o biofabbriche cresce moltissimo. Infatti le piante possono essere indotte a produrre in maggiore quantità determinate sostanze o addirittura a produrle quando normalmente non lo fanno o lo fanno solo saltuariamente, variando i parametri ambientali. Uno dei campi di ricerca più fecondi è capire l’effetto della quantità e della qualità (frequenze) della luce, dell’umidità dell’aria, dell’acqua, dei nutrienti sulla produzione, dal contenuto di zuccheri nei pomodori e quello di sostanze come le fitocianine e il betacarotene, per citarne due di una serie infinita. Ma anche studiare le interazioni e le simbiosi tra piante e batteri e alghe unicellulari, i risultati di infezioni da virus mirate. Pochi lo sanno, ma l’incredibile gamma di colori e schemi di colori dimostrata dai tulipani, che provocò la famosa “febbre” speculativa nell’Olanda del ‘600, derivava da infezioni virali sulle piante. Tant’è che molte di quelle varietà si sono perdute e sono documentate solo in quadri e illustrazioni: sparite le infezioni, sparite le colorazioni “folli”.


La necessità è madre delle invenzioni, è noto a tutti, da Platone a Frank Zappa, e l’arrivo della Covid-19 ha impresso un’accelerazione all’attività di ricerca, in generale e focalizzata su una categoria di sostanze e prodotti complessi, quelle che si trovano nei virus, specie quelli che hanno fatto il salto di specie, a partire dalla SARS. Dal 2011 esiste una definita piattaforma di ricerca, diventa di produzione, il Plant Molecular Farming, con una ricchissima letteratura di studi e anche di prodotti. Un team di ricercatori italiani ha pubblicato un paio di mesi fa su "Frontiers in Plant Science" una review su quanto potrebbe essere realizzabile utilizzando la piattaforma per ottenere da alcune specie di piante coltivate in ambiente protetto, una serie di “armi” per combattere la pandemia.


Per i dettagli rimandiamo volentieri all’articolo, che è disponibile in modo aperto sul sito della rivista, con anche moltissimi link per approfondire (attenzione, non fatelo se avete un impegno entro le prossime tre ore, ci si perde facilmente nel cyberspazio). In breve, è dimostrato che diverse proteine che compongono il virus della Covid-19 si trovano per esempio nella Nicotianabenthamiana, una stretta parente del comune tabacco originaria dell’Australia. Particolarmente interessante è la nucleoproteina (N), che si presta molto bene come target per test diagnostici, anticorpi e vaccini, rispetto alla ormai notissima spike (S), che viene attaccata subito dal sistema immunitario, per cui è sottoposta a una pressione evolutiva altissima (e infatti le famose varianti riguardano quasi tutte la forma della spike). La N invece è molto stabile, anche perché il virus diventerebbe un’altra cosa se cambiasse significativamente e sparirebbe. Per cui si possono sviluppare test diagnostici e anticorpi facendoli produrre dalla pianta. Finiamo coi vaccini. Ben due tipologie sono ricavabili dalla piante, almeno per ora.

Quelli a particelle pseudovirali, dove una serie di proteine simili a quelle esterne del virus provocano la reazione immune ma non possono riprodursi perché mancano dei meccanismi per farlo, sono ancora in fase 1 o 2. Tra questi quello della canadese Medicago, con cui sta lavorando il colosso GSK, utilizza una biofabbrica vegetale. Anche l’americana iBio ha annunciato un progetto di questo tipo, ha ricevuto un finanziamento della DARPA e ha lavorato nell’ambito del programma Blue Angel per produrre rapidamente vaccini in grado di difendere da nuovi tipi di virus influenzali (da zero a 10 milioni di dosi in un mese). Quelli a sub-unità utilizzano invece una proteina del virus. Due società americane stanno sviluppando un vaccino di questo tipo basato su piattaforma molecolare vegetale. Sono Kentucky BioProcessing e la già citata iBio. Per fare tutto questo, i ricercatori italiani hanno calcolato quanta biomassa ci vorrebbe e la quantità di spazio necessario a coltivarla. Alcuni esempi. Per i reagenti dei test diagnostici, una serra con 75 piante di Nicotiana benthamiana per metro quadro e una superficie di 8,7 metri quadri sarebbe sufficiente a produrre la sostanza necessaria a tutti i test sierologici effettuati in Italia in media in un mese. Per i vaccini VLP, la quantità di biomassa vegetale da cui estrarre il principio attivo necessario a immunizzare 36 milioni di persone (il 60% della popolazione italiana) è calcolata in 9.400 kg da coltivare in serra da 12.500 metri quadri. Superfici non enormi. Ma se entra in gioco la vertical farm, le cifre diventano: 2.000 metri quadrati, in grado di produrre in una settimana il principio attivo necessario per 36 milioni di dosi di vaccino oppure per testare l’intera popolazione italiana ogni mese. Chi ha occhi per leggere intenda, e si registri per la preview digitale di Novelfarm all’indirizzo www.novelfarmexpo.it/novelfarm-digital-preview/.


Il report competo è disponibile qui: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2020.609910/full


#MarcoComelli

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