I mille usi del tabacco

La pianta del tabacco è stata, per i biologi e genetisti, da sempre vista con interesse e curiosità. Soprattutto noto per il suo impiego ludico, in fumo, per la scienza ha rappresentato uno strumento molto potente per l’espressione proteica nei vegetali e nello studio dei virus.

Durante gli anni ’50 fu protagonista di numerosi esperimenti che resero chiaro il funzionamento dei virus. Gli scienziati pionieri, A. Gierer e G. Schramm, isolarono l’RNA del TMV, il virus del mosaico del tabacco, e scoprirono che l’agente eziologico era proprio il solo acido nucleico.

L’avvento delle biotecnologie, al termine degli anni ’80, portò il tabacco nuovamente in auge. Grazie alla sua accelerata attività metabolica si mostrava essere il candidato perfetto per la sovraespressione di proteine. Grazie all’editing genico è possibile infatti sostituire il gene per la nicotina, iperespresso nel tabacco, con geni che codificassero per proteine oggetto di studio.

Il progetto Newcotiana e l’editing CRISPR

Newcotiana sarà il progetto che da 2018 al 2022 coinvolgerà 19 partner accademici e industriali di 9 paesi. L’Italia è presente con l’ENEA, grazie al Centro Ricerche Casaccia vicino a Roma. Il tutto finanziato con 7,2 milioni di euro dall’Ue, per produrre molecole di interesse medico sfruttando la fotosintesi e le nuove tecniche di miglioramento genetico, a cominciare da CRISPR. Il nostro paese sarà impegnato nella produzione di piccole molecole fra cui carotenoidi con funzione protettiva per l’occhio e alcaloidi piridinici potenzialmente utili a scopo palliativo per l’Alzheimer e la sclerosi a placche.

newcotiana studi pianta del tabacco
Credits: Max-Planck Institute

I primi passi vedranno l’ottimizzazione delle biofabbriche e delle specie del tabacco. Le molecole e proteine espresse dentro le nuove piante geneticamente modificate dovranno essere umanizzate il più possibile per poter avere dei composti validi per successivi studi.
Grazie al sistema di editing genetico CRISPR (Cas9) potranno essere silenziati i geni che verranno rimpiazzati da quelli codificanti le molecole di interesse. Le vie metaboliche del tabacco saranno quindi riprogrammate in modo da ottenere le molecole di interesse.

Grazie a questo sistema non si parla di pianta transgenica perchè di fatto non si inserisce nessun nuovo gene ma si riprogrammano le pathway metaboliche della pianta. Se la legislazione europea terrà conto dell’opinione della comunità scientifica, oltre che del parere della Corte di Giustizia UE atteso nei prossimi mesi, le piante editate avranno una vita molto più facile.

Cosa aspettarsi dalla ricerca

Se tutto va bene fra 3 anni le piante debutteranno con le prove in campo in Spagna, il paese che guida il consorzio attraverso il coinvolgimento del Consiglio delle ricerche spagnolo. Il governo di Madrid ha sempre mantenuto un atteggiamento favorevole nei confronti delle biotecnologie agrarie, anche durante gli anni peggiori delle polemiche sugli Ogm.
Il potenziale del tabacco nel molecular farming, del resto, è già stato messo alla prova con buoni risultati; a Cuba lo usano per produrre un ingrediente del vaccino per l’epatite B, in Germania sono riusciti a farne una biofabbrica per il farmaco antimalarico artemisinina, negli USA è stato impiegato per il vaccino anti-ebola Zmapp.

Il potenziale impiego di piante come produttori di composti farmacologici risulterebbe essere un enorme passo in avanti per la genetica e le biotecnologie. Altrettanto importante sarebbe la riduzione sensibile de costi di produzione. A parità di biomassa infatti utilizzare piante piuttosto che lieviti, organismo d’elezione al momento per questo tipo di studi, ridurrebbe potenzialmente di 10 volte il costo di produzione.

Fonte: Newcotiana.com