Biotecnologie innovative
per la produzione di beni e servizi

CONSIDERAZIONI GENERALI

Dall'atto ufficiale di nascita, poco meno di 30 anni fa, le biotecnologie innovative sono state universalmente riconosciute come un'area interdisciplinare di altissima importanza strategica, anche se finora solo parzialmente espressa, ai fini della produzione di beni e servizi. Oltre che i risultati e i successi fino a oggi registrati nei Paesi in cui da più tempo e con più incisività sono state allocate risorse specifiche, diversi fatti sottolineano il ruolo trainante delle biotecnologie a fini economici, produttivi e occupazionali:

1. L'elevata diffusività, cioè la potenzialità delle biotecnologie di innovare in misura sostanziale numerosi settori merceologici come quelli relativi alla salute umana ed animale, alla zootecnia, all'ambiente, all'agricoltura, all'energia, alla chimica, settori finora largamente basati su tecnologie meno efficienti e sicuramente obsolescenti in futuro;

2. Le fondate aspettative di un'evoluzione nel livello e nell'incisività della ricerca biotecnologica. Ciò è dovuto ad un peculiare circolo virtuoso per cui la ricerca fondamentale genera alta tecnologia e l'innovazione tecnologica alimenta ricerca fondamentale. In poche aree high tech, come nelle biotecnologie, si riscontra un così indissolubile intreccio tra ricerca fondamentale, ricerca di base, ricerca applicata e ricerca di sviluppo;

3. L'imprevedibilità, malgrado la caratteristica progettualità che ne ispira programmi ed obiettivi, della ricerca biotecnologica ai fini dello sviluppo di metodologie il cui impatto può essere esplosivo nell'ambito di produzione di beni e servizi e di conseguenza risolutivo ai fini del miglioramento della qualità della vita. Esempi classici: anticorpi monoclonali, oligonucleotidi, PCR (polymerase chain reaction) organismi transgenici, le conquiste dell'infinitamente piccolo da parte della biologia strutturale, nuovi catalizzatori. Da sottolineare, una volta di più, la versatilità di ciascuno di questi strumenti in più settori;

4. La possibile disaggregazione dei risultati di una filiera tecnologica anche completa, con ottenimento di prodotti intermedi (componenti biologici, reagenti chimici pregiati, prototipi) di impatto potenziale in più settori merceologici;

5. La collaudata capacità delle biotecnologie di razionalizzare processi di lavorazione con ottenimento di prodotti ad alto valore aggiunto. Ciò vale, ad esempio, per l'utilizzazione non alimentare di eccedenze agricole, problema non risolto in Europa, con conseguente necessità di dedicare notevoli risorse comunitarie per investimenti nel settore;

6. Il costo relativamente contenuto di processi affidati a sistemi biologici, anche se lo studio preliminare di tali processi può, viceversa, richiedere progetti di big science non commissionabili a singole strutture di ricerca per impegno di risorse umane e finanziarie;

7. La possibilità di interfacciare, da un lato, professionalità eterogenee come quelle di ricercatori di base (a loro volta formatisi in diverse discipline) e di operatori industriali, utilizzando o costruendo ad hoc opportune strutture organizzative (Science Parks) che si stanno rivelando vincenti anche per lo sviluppo di nuove imprese; dall'altro, principi e strategie delle biotecnologie con quella di altre aree high tech (elettronica, informatica, nuovi materiali), con risultati impressionanti in termini di know how, di processi e di prodotti.

LA SITUAZIONE IN ITALIA:
RUOLO DEL PROGETTO FINALIZZATO
BIOTECNOLOGIE E BIOSTRUMENTAZIONE

La partecipazione attiva dell'Italia al sistema biotecnologie è stata tardiva nei confronti dei principali Paesi industrializzati. Si è cominciato infatti a definire le relative politiche nazionali di intervento solo a metà degli anni '80, quando i risultati, concreti non meno che spettacolari, delle biotecnologie negli altri Paesi suggerirono l'opportunità di iniziative tese a recuperare il tempo perduto. Il CNR ha avuto un ruolo propulsivo in queste iniziative: dopo un Progetto Strategico biennale sulle Biotecnologie, che ha rappresentato uno studio di fattibilità "sul campo", completando in tal senso l'orientamento dato in precedenza dal Progetto Finalizzato quinquennale "Ingegneria genetica e basi molecolari delle malattie ereditarie", è stato attivato nel 1988 il Progetto Finalizzato "Biotecnologie e Biostrumentazione" (BTBS). Questo P.F., a causa delle tendenze emerse in precedenza, dai canonici studi di prefattibilità e di fattibilità, è stato dedicato in larga misura alle biotecnologie applicate al settore biologico e medico ed, in proporzione inferiore, alla chimica. Sono state deliberatamente escluse dai bandi del P.F. BTBS ricerche dedicate a settori che allora non risultavano sufficientemente maturi, con pochissime eccezioni che sono derivate dall'applicazione di tecnologie generali di processo ai settori agro-alimentare ed ambientale.

STRUTTURA DEL PROGETTO

Il P.F. BTBS si è articolato in 7 Sottoprogetti, le cui denominazioni sono già sufficientemente indicative degli argomenti di ricerca, schematicamente indicati. Delle 870 proposte di partecipazione ricevute dal CNR nel 1988, sono stati ammessi al Progetto esecutivo 341 gruppi di ricerca, che la Direzione del P.F., unitamente al Comitato di Progetto, ha poi riorganizzato, in seguito a negoziazione degli obiettivi, in 204 Unità Operative (U.O.) iniziali.

OBIETTIVI E RISULTATI

DEL PROGETTO FINALIZZATO

Gli obiettivi generali del P.F. BTBS, che partiva da una realtà nazionale molto eterogenea e in ogni caso poco organizzata, sono stati due:

A. Realizzazione di una massa critica adeguata in ambito biotecnologico, attraverso la coordinazione delle ricerche svolte dalle 204 Unità Operative ed una forte attività di formazione, identificata come essenziale per il ruolo di propulsione desiderato.

B. Creazione di interazioni non occasionali tra il sistema della ricerca accademica e quello della ricerca industriale.

A. Realizzazione di una massa critica

Questo obiettivo è stato perseguito a partire dal processo di selezione che, come già accennato, ha comportato un meditato interfacciamento di competenze, attraverso l'accorpamento di gruppi di ricerca e la conseguente ridistribuzione di compiti ed obiettivi. A tal fine sono state anche identificate U.O. che, oltre a svolgere le loro ricerche istituzionali, hanno in aggiunta assicurato un'attività di servizio nei confronti di altre U.O. (produzione di anticorpi monoclonali e di sonde polinucleotidiche specifiche, tecnologie di transgenesi, tecnologie di biologia strutturale quali cristallografia a raggi X e spettrometria di massa, analisi d'immagine, sviluppo e validazione di biosensori, etc.). Uno strumento molto utile, ai fini dello sviluppo di una rete di competenze biotecnologiche, è stato il monitoraggio istituzionale e periodico, mediante rapporteurs identificati per temi (un'idea del compianto Prof. Gaetano Salvatore, Coordinatore del SP6), dell'attività di ricerca valutata attraverso riunioni di Sottoprogetto. Inoltre, è stata prestata particolare attenzione, anche con il supporto di risorse della Direzione del P.F., all'organizzazione di convegni ed alla partecipazione ad iniziative scientifiche, divulgative e tecnologiche, sia in Italia sia all'estero. Dal 1988 al 1995, il P.F. BTBS è intervenuto attivamente (organizzazione diretta o sponsorizzazione) a 47 convegni ufficiali, di cui 9 tenuti all'estero (2 negli USA, Francia, Spagna, Egitto, 2 in Australia, Grecia, Portogallo) e gli altri in Italia. Di particolare significato sono risultati simposi congiunti con delegazioni di altri Paesi, come Israele (Immunobiotechnology, Roma, 1990), Corea del Sud (Bioconversioni, Trieste, 1992), Australia (Biomedical biotechnologies, Napoli, 1992; Biotechnology, Sydney, 1994; Molecular biology, Melbourne, 1995). Da sottolineare il Convegno Nazionale del P.F. BTBS, tenutosi a Genova nel settembre 1991 a consuntivo del primo triennio dell'attività quinquennale, ed a cui hanno partecipato 760 ricercatori.

Tra le pubblicazioni e il materiale informativo curato dalla Direzione del P.F. BTBS, ricordiamo una brochure (in italiano e in inglese) sull'attività del Progetto Finalizzato; due videocassette sul P.F. BTBS (30 min) e su "Il controllo molecolare del differenziamento" (20 min); due volumi, realizzati dalla Direzione in collaborazione con ASSOBIOTEC (l'Associazione Nazionale delle imprese attive in area biotecnologica) su "Il Progetto Finalizzato Biotecnologie e Biostrumentazione. Un ponte tra ricerca accademica e ricerca industriale. Obiettivi delle ricerche" (1989), e "Il Progetto Finalizzato Biotecnologie e Biostrumentazione. Un ponte tra ricerca accademica e ricerca industriale. Primi risultati suscettibili di trasferimento" ( 1992); il capitolo Biotechnology in Italy (A. De Flora, C. Spalla), in Biotechnology Worldwide, pubblicato a cura dell'International Council of Scientific Unions (J. Coombs and P.N. Campbell Editors, cpl Press, Science House, Newbury, UK-1991). Infine, la Direzione del P.F. BTBS ha funzionato come focal point per l'Italia di BIOREP (Permanent Inventory of Biotechnology Research Projects in the European Union), la banca-dati europea sulle biotecnologie, con sede centrale ad Amsterdam. Tale attività, che sta attualmente continuando presso la Direzione del P.F. Biotecnologie, comporta l'archiviazione di tutti i dati biotecnologici derivanti da progetti nazionali, anche non CNR.

Il budget complessivo del P.F. BTBS per attività di ricerca è stato di Lit. 63.737 milioni. La Tabella 1 illustra la ripartizione delle risorse assegnate per attività di ricerca, per ciascun Sottoprogetto, alle diverse tipologie di enti pubblici e privati. Ne risulta una suddivisione del 26% a favore di Organi del CNR, del 59% a favore di Università e del 15% a favore di altri enti. La Tabella 2 riporta il totale delle borse di studio assegnate alle U. O. partecipanti al Progetto Finalizzato ed il relativo finanziamento: vengono indicate anche 34 borse di studio aggiuntive, assegnate a giovani ricercatori residenti nel Meridione, d'intesa con il Ministero del Lavoro e della Previdenza Sociale, e finanziate extra-budget nell'ambito del Programma per il Fondo Strutturale Europeo (FSE). Infine, le spese dell'Unità di Direzione del P.F. BTBS, distribuite dal 1989 al 1996 (anno degli adempimenti di chiusura), sono state pari a Lit. 3.131, 8 milioni. Nel complesso, pertanto, il budget dell'intero P.F. BTBS e stato di Lit. 74.955, 4 milioni.

A fronte di questo notevole impegno finanziario, i ricercatori del P.F. BTBS hanno conseguito una serie di risultati che sono numericamente schematizzati nella Tabella 3 in termini di tipologia di prodotto. Da sottolineare che con il termine forzatamente generico di "oggetti" vengono indicati anticorpi monoclonali o policlonali, sonde oligonucleotidiche, proteine mutagenizzate, linee cellulari, biosensori, bioreattori, prototipi di strumentazione, protocolli diagnostici e terapeutici, etc. È evidente che solo l'analisi dettagliata di ciascuno di questi risultati (disponibile nella Relazione conclusiva del P.F. BTBS) può illustrare esaurientemente se e in quale misura il Progetto Finalizzato abbia centrato i propri obiettivi iniziali. Tuttavia, rapportando i dati presentati nelle Tabelle 1 e 3 , si evince che ad ogni prodotto (oggetti + brevetti) realizzato nel corso dei 5 anni corrisponde un investimento di circa 84 milioni di lire (17 milioni per anno). Quantunque l'eterogeneità dei prodotti e la diversa significatività commerciale dei brevetti (in massima parte estesi all'estero) non permettano altro che valutazioni di massima e, quindi, approssimate, questi valori dimostrano con molta chiarezza una redditività media più che soddisfacente ed un rapporto costi/benefici molto favorevole.

Un altro dato oggettivo riguarda la capacità dei ricercatori italiani di produrre scienza e tecnologia, misurabile in maniera precisa attraverso le pubblicazioni su riviste internazionali. Sono considerati nella Tabella 3 solo i lavori su riviste internazionali recensite dall'ISI (Institute for Scientific Information - Philadelphia, 1994). Il numero "netto" dei lavori pubblicati sotto l'egida del P.F. BTBS è pari a 3.226, con un valore di Impact factor complessivo di 11.860 ed un valore di Impact factor medio pari a 3,68 per singola pubblicazione. Sul piano numerico, sempre ricorrendo a valori medi, ogni singola pubblicazione internazionale ha avuto un costo inferiore ai 20 milioni (valore sovrastimato, perché calcolato assumendo arbitrariamente un investimento esclusivo dei fondi assegnati nelle pubblicazioni, il che non vale, ad esempio, per il SP7 dedicato alla Biostrumentazione) e ciascuna U.O. ha pubblicato 16 lavori internazionali nel quinquennio (più di 3 per anno di attività finanziate). Sul piano qualitativo, occorre sottolineare che, come anche indicato dai citati valori medi di "Impact factor", le riviste internazionali in questione sono le più prestigiose e selettive in assoluto (Cell, Science, Nature, PNAS, JACS, EMBO J., J. Biol. Chem., J. Immunol., Blood, Structure, etc.). Questi dati testimoniano l'eccellenza qualitativa ed il rendimento quantitativo della produzione scientifica dei ricercatori operanti nel P.F. BTBS.

La Tabella 3, per le sue caratteristiche generali, non evidenzia l'effetto più pregiato del P.F. BTBS, e cioè lo stabilirsi nel nostro Paese di una rete di competenze che prima del 1988 era di fatto inesistente. Tale rete è peraltro comprovata dall'ammissione di gruppi di ricerca a numerosi e più focalizzati progetti nazionali (PNR Biotecnologie Avanzate 1, Programmi ex lege 46 del MURST, AIRC, Telethon, Progetto AIDS, Sclerosi Multipla, etc.) ed internazionali (BIOTEC dell'U.E.), con evidenti effetti di amplificazione delle risorse. Inoltre la Tabella 3 non entra nel merito dei risultati più rappresentativi, alcuni dei quali vengono di seguito elencati in ordine progressivo di Sottoprogetto:

n Clonaggio, caratterizzazione molecolare ed enzimologica di diverse lipasi, enzimi d'incalcolabile utilità per la produzione industriale di fine chemicals e in genere di prodotti chimici pregiati la cui applicabilità è universale;

n Produzione di nuovi peptidi antibatterici chiamati bactenecine;

n Produzione di varianti superattive della superossido dismutasi, un classico enzima "biotecnologico" dalle numerose applicazioni in biomedicina;

n Costruzione di nuovi ribozimi, mettendo a frutto le riconosciute capacità dell'RNA di catalizzare reazioni finora sconosciute ed ampiamente utilizzabili in medicina (ad esempio, nella terapia molecolare dell'AIDS) ed in altri settori;

n Definizione di sequenze aminoacidiche responsabili della compartimentazione di proteine nel nucleo cellulare, con la conseguente capacità di modificare progettualmente ed a fini utili la biochimica di numerose cellule;

n Costruzione di membrane basali artificiali per lo studio dell'invasività e della chemiotassi di cellule tumorali;

n Dimostrazione del ruolo di molecola "trappola" di un recettore dell'interleuchina - 1, con ampie possibilità di applicazione in numerose malattie, ad esempio infiammatorie ed immunitarie;

n Costruzione e caratterizzazione molecolare e funzionale di flavoproteine e di ferritine ingegnerizzate, ai fini di migliorare sistemi diagnostici già in uso;

n Sviluppo di metodologie NMR per lo studio di proteine redox, con possibili applicazioni in campo ambientale;

n Costruzione di molecole ibride di attivatori del plasminogeno, da impiegare in terapie avanzate per la rivascolarizzazione di vasi occlusi;

n Mutagenesi sito-specifica di fosfomonoidrolasi per applicazioni in bioreattori ed in reazioni di bioconversione d'interesse industriale

n Clonaggio, espressione, caratterizzazione strutturale e funzionale e mutagenesi di proteine da microrganismi termofili: fattori di inizio e di allungamento, b-galattosidasi, alcool deidrogenasi, DNA polimerasi, termolisina, aspartato aminotransferasi, glutammato deidrogenasi, peptidilprolil isomerasi, chaperonine. Molte di queste proteine estremofile presentano proprietà biotecnologiche che le rendono ideali per processi di produzione industriale;

n Definizione molecolare del ruolo di interazione tra proteine in importanti fenomeni funzionali, con conseguente possibilità di influenzare su misura processi fisiopatologici;

n Produzione mediante ingegneria proteica di ribonucleasi con potenzialità terapeutiche, quali, ad esempio, farmaci citotossici ed antitumorali;

n Definizione del ruolo del sistema calpaina-calpastatina nel differenziamento eritroide, con l'obiettivo di modificare razionalmente i processi opposti di sdifferenziamento in senso tumorale;

n Modificazioni mirate di proteine e biopeptidi mediante fosforilazione, al fine di migliorare considerevolmente l'efficacia e l'operatività di questi reagenti biotecnologici;

n Caratterizzazione di un nuovo recettore (p190 MET) per il fattore Hepatocyte Growth Factor, con conseguente chiarimento dei processi molecolari responsabili di alcuni tipi di trasformazione neoplastica e di metastasi;

n Preparazione di un coniugato tra ara-AMP e carriers epatotropici per il trattamento dell'epatite cronica C;

n Identificazione di un nuovo inibitore della PKC (Proteina cinasi C), che apre nuove possibilità per terapie innovative;

n Espressione del gene della NO sintasi epatica e cerebrale in vari sistemi biologici. Da questa linea potranno derivare nuove preziose informazioni sul ruolo del NO in patologie infiammatorie, cardiovascolari ed immunitarie;

n Definizione del ruolo di polifosfoinositidi nucleari nel controllo di fattori di crescita e differenziamento, con ampliamento delle conoscenze su numerosi processi degenerativi;

n Sviluppo di un nuovo protocollo terapeutico per il trattamento del carcinoma del colon/retto (antichemiogramma personalizzato) - Identificazione del ruolo di geni omeotici nel controllo dello sviluppo del cervello e sviluppo di sonde polinucleotidiche per diagnosi precoce di patologie genetiche correlate;

n Identificazione della base molecolare della sindrome di Kallmann, una malattia genetica rara ma molto informativa per numerosi processi fisiopatologici;

n Allestimento di strumenti molecolari per la diagnosi di malattie genetiche quali fibrosi cistica, osteogenesis imperfecta, rene policistico;

n Sviluppo di un nuovo metodo (DEIA) per la misura diretta di geni virali;

n Sviluppo di nuovi sistemi, basati su sonde polinucleotidiche ed anticorpi monoclonali, per lo studio dei polimorfismi degli antigeni di istocompatibilità di classe I e II. Tali sistemi sono preziosi per definire le basi molecolari di numerose malattie e per suggerire conseguenti misure terapeutiche;

n Sviluppo di nuovi sistemi biotecnologici per la diagnosi di numerose malattie infettive (ad esempio, da HIV, HBV, citomegalovirus, parvovirus e da agenti batterici);

n Costruzione di nuovi anticorpi monoclonali (anche ingegnerizzati) per impieghi diagnostici e terapeutici;

n Espressione di geni di immunoglobuline in cellule nervose (neuroanticorpi);

n Sviluppo di nuove metodologie per l'ottimizzazione della secrezione di anticorpi ricombinanti, che aprono la strada a notevoli applicazioni dell'industria farmaceutica;

n Impiego di anticorpi monoclonali radiomarcati per la diagnosi di tumori primitivi e metastatici;

n Espressione in cellule umane e batteriche di proteine virali (HSV, HBV, citomegalovirus) e loro impiego a scopo vaccinale;

n Identificazione dei meccanismi patogenetici a livello molecolare di malattie da tossine batteriche (tetano e botulismo), ai fini della produzione di nuovi vaccini ricombinanti per la prevenzione di queste malattie letali;

n Disegno e costruzione di nuove tipologie di bioreattori per varie applicazioni (analitiche, preparative, biomediche) d'interesse industriale: bioreattori ad enzimi immobilizzati autotamponati, bioreattori enzimatici non isotermici, bioreattore per la rimozione selettiva dell'emoglobina;

n Un nuovo procedimento per la purificazione di DNA da gel di agaroso;

n Un nuovo procedimento per la determinazione della sequenza del DNA;

n Nuove metodologie per il controllo di processi enzimatici in solventi non acquosi, che porteranno verosimilmente al miglioramento di numerosi processi produttivi di varie industrie;

n Produzione di tropoelastina ricombinante per la costruzione di protesi vasali in vitro, da utilizzare in chirurgia cardiovascolare;

n Derivatizzazione di farmacoenzimi con polietilenglicol per uso terapeutico;

n Costruzione di oltre 50 nuovi plasmidi di E. coli da utilizzare in processi fermentativi di notevole interesse per la produzione industriale di prodotti biotecnologici pregiati;

n Nuovi vettori di espressione ed identificazione di meccanismi di controllo dell'espressione in lieviti d'interesse industriale;

n Costruzione di biosensori accoppiati a sistemi di microdialisi per la misura in continuo ed in vivo della glicemia, ai fini di un corretto monitoraggio della malattia diabetica;

n Costruzione di nuovi biosensori enzimatici ad elevata attività e sensibilità, per numerose applicazioni in campo medico, alimentare, ambientale;

n Costruzione di eritrociti come veicoli adiuvanti naturali per immunizzazioni varie e sviluppo di vaccini innovativi per numerose malattie infettive e parassitarie;

n Costruzione di eritrociti umani autologhi modificati per il rilascio tempo- e sede-controllato di farmaci antitumorali;

n Costruzione di un sistema di rilascio e di targeting selettivo di farmaci anti-HIV a macrofagi, con l'obiettivo di "snidare" HIV in queste cellule che funzionano da reservoir cioè da nascondiglio per il virus;

n Identificazione, espressione e caratterizzazione di nuove proteine di trasporto mitocondriali, con importanti ricadute di tipo conoscitivo anche su malattie mitocondriali;

n Costruzione e caratterizzazione di liposomi per il trasporto di farmaci;

n Modificazioni chimiche mirate di membrane naturali ed artificiali, al fine di orientarne le proprietà funzionali e di consentire strategie terapeutiche innovative;

n Realizzazione del primo intervento in Europa (secondo nel mondo) di terapia genica con correzione dell'immunodeficienza (SCID) da deficit genetico di adenosina deaminasi nell'uomo. Queste ricerche sono risultate determinanti in tutto il mondo per la definizione delle strategie e dei protocolli di terapia genica in numerose malattie, non solo ereditarie;

n Produzione e caratterizzazione di epidermide e mucose espanse in vitro e loro applicazioni nella terapia di pazienti grandi ustionati ed in chirurgia plastica ricostruttiva;

n Allestimento di banche di linee cellulari per lo studio di malattie ereditarie ed acquisite;

n Nuove informazioni sull'organizzazione molecolare e sulle proprietà funzionali dei geni del sistema maggiore di istocompatibilità (MHC) e loro applicazioni allo studio dei meccanismi di rigetto dei trapianti ed a numerose patologie d'interesse immunologico (immunodeficienze, malattie autoimmuni, tumori);

n Identificazione, clonaggio ed espressione di nuovi recettori di linfociti NK (natural killer) implicati nell'attività citolitica (NKp46 e NKp44). Questi studi aprono la strada alla comprensione dei meccanismi che permettono a cellule tumorali di eludere la sorveglianza immunitaria e, di conseguenza, allo sviluppo di strategie terapeutiche estremamente mirate e, in quanto tali, vincenti;

n Impiego di vettori retrovirali per il trasferimento di geni codificanti citochine in cellule tumorali;

n Sperimentazione di nuovi farmaci anti-rigetto e valutazione di nuove strategie di immunomodulazione e di terapia del rigetto di organi trapiantati;

n Dimostrazione di nuovi ruoli del Nerve Growth Factor (NGF) come molecola per il controllo coordinato dei sistemi nervoso, immunitario ed endocrino, il che apre la strada all'impiego del NGF stesso come farmaco biotecnologico. Le ricerche in questione, effettuate da R. Levi Montalcini e dai suoi collaboratori, rappresentano l'evoluzione logica della scoperta del NGF, dimostrando in maniera paradigmatica il valore insostituibile della ricerca fondamentale ai fini di ricerche più orientate;

n Purificazione e caratterizzazione del NOAF (Neurite Outgrowth Adhesion Factor), un fattore serico ad azione trofica e differenziativa sui granuli cerebellari. Anche per questo nuovo fattore di crescita, gli studi in oggetto dimostrano meccanismi subcellulari estremamente interessanti che potrebbero portare al chiarimento degli eventi alla base di malattie neurodegenerative;

n Sviluppo dei sistemi di microdialisi per lo studio in vivo di neuromodulatori e di farmaci in distretti specifici del cervello, con importanti ricadute in tema di neuropatologia;

n Definizione di nuovi sistemi e metodologie per lo studio dell'angiogenesi: interazioni tra cellule tumorali ed endoteliali con la matrice extracellulare; caratterizzazione del fattore angiogenetico bFGF; costruzione, mediante ricombinazione omologa, di topi transgenici esprimenti bFGF. Questi risultati rappresentano la validissima controparte italiana rispetto alle note ricerche di Folkmann sullo sviluppo di inibitori dell'angiogenesi come farmaci antitumorali;

n Identificazione e caratterizzazione di meccanismi di regolazione dell'omeostasi del calcio cellulare, che rappresenta un sistema spesso sbilanciato in numerose malattie degenerative: individuazione di una nuova famiglia di recettori purinergici responsabili delle morte cellulare da ATP; sviluppo di nuove metodologie per la misurazione e la localizzazione del calcio intracellulare mediante equorina ricombinante; studio del controllo del calcio intracellulare mediante recettori specifici per l'IP3 e per la rianodina;

n Identificazione degli antibiocorpi: una novità ai limiti della fantascienza, rappresentata da anticorpi anti-idiotipo esprimenti attività antibiotica;

n Accertamento del ruolo trascrizionale del fattore di crescita GATA-(I) 1 e di farmaci chemioterapici nel differenziamento di cellule leucemiche;

n Analisi di soprastrutture del DNA e della cromatina nucleare mediante scanning force microscopy;

n Costruzione di nuovi vettori plasmidici di espressione inducibili e tessuto-specifici, come strumenti biotecnologici pregiati per il tentativo di allestire terapie selettive e prive di effetti collaterali;

n Sviluppo di una nuova metodologia per la diagnosi precoce di tumori tirodei;

n Costruzione di topi knocked-out per la proteina calcio-legante Calbindin e loro valutazione biochimica e comportamentale, al fine di chiarire il ruolo biologico di tale proteina ed eventualmente di sviluppare nuove molecole dotate di attività farmacologica;

n Generazione di modelli animali transgenici per lo studio di patologie del sistema immunitario;

n Progettazione, costruzione e validazione presso 4 strutture ospedaliere e cliniche di un prototipo industriale (mSCAN) di microscopia automatica per l'analisi d'immagine ad alta definizione, particolarmente in citogenetica ed in istologia;

n Sviluppo di una strumentazione automatizzata per studi di cinetica cellulare, utili per la valutazione dei parametri biologici di cellule tumorali;

n Fluorocromizzazione di anticorpi per analisi immunocitofluorimetriche risolte nel tempo, a fini diagnostici;

n Apparecchiatura per la valutazione endoscopica della vascolarizzazione di organi mediante tecniche fluorimetriche, a fini diagnostici;

n Sperimentazione di un sistema robotizzato per la preparazione di campioni per il sequenziamento del DNA con sviluppo del relativo software di controllo, da utilizzare per l'analisi di genomi in vari organismi, uomo incluso;

n Sviluppo di una work-station per l'analisi off-line/on-line dei dati prodotti da sistemi di sequenziamento automatico, al fine di ottimizzare gli studi sulla caratterizzazione di macromolecole biologiche;

n Potenziamento delle risorse nazionali necessarie all'analisi tridimensionale di proteine mediante cristallografia a raggi X. Questi studi hanno consentito ad alcuni gruppi di acquisire informazioni preziose sulla struttura di numerose proteine, creando una massa critica utile allo sviluppo della biologia strutturale in Italia. È opportuno ricordare che la biologia strutturale rappresenta un settore interdisciplinare di frontiera delle biotecnologie, al quale sia l'U.E. nel 5· Programma Quadro sia i Paesi scientificamente e industrialmente più evoluti dedicano particolare attenzione e risorse;

n Sviluppo di elettrodi per il rilevamento e la misura di pesticidi;

n Sviluppo e collaudo di bioindicatori per la valutazione della contaminazione delle acque da metalli pesanti;

n Sviluppo di un sistema automatizzato di rilevazione in continuo di parametri chimico-fisici caratterizzanti l'eutrofizzazione di acque fluviali e lacustri.

Infine, come già accennato in precedenza, il P.F. BTBS ha molto puntato sullo strumento della formazione, al fine di realizzare una massa critica adeguata in Italia. Tale attività si è concretata in 448 borse di studio annuale per giovani laureati (più le già ricordate 34 borse aggiuntive del FSE), che hanno in questo modo avuto l'opportunità di perfezionarsi al banco, sotto la guida dei migliori ricercatori italiani. Uno studio condotto su un campione di 100 ex-borsisti del Progetto Finalizzato ha rilevato che il 33% ha trovato occupazione stabile presso Enti Pubblici (Università, CNR, strutture del SSN) o privati, mentre diversi altri (43%) hanno continuato attività di formazione in altri programmi nazionali ed internazionali.

B - Creazione di interazioni tra ricerca

accademica e ricerca industriale

I primi anni '90 hanno notoriamente registrato uno dei periodi più critici per l'industria nazionale in generale e per quella biotecnologica in particolare (v. C. Spalla, Le Biotecnologie in Italia e nel mondo. La bioindustria italiana e la sfida all'innovazione. C. Spalla, Federchimica. ASSOBIOTEC, 1996). Di conseguenza, è stato particolarmente arduo perseguire questo obiettivo, anche se sono stati fatti numerosi tentativi in collaborazione con ASSOBIOTEC, essenzialmente mirati a migliorare l'informazione reciproca tra i due sistemi (la pubblicazione dei già ricordati volumi; un questionario che ha dimostrato il crescente interesse dei ricercatori per il trasferimento dei loro risultati; il distacco temporaneo di una unità di personale della Direzione presso l'Ufficio Programmi Nazionali di Ricerca del MURST, l'identificazione di temi prioritari e di strategie di sviluppo industriale; attività di consulenza ad industrie nazionali che intendevano partecipare a progetti EUREKA; tentativi di armonizzazione tra P.F. e PNR del MURST).

In conclusione, il P.F. BTBS ha certamente portato un suo contributo alla riconosciuta necessità di interfacciare competenze accademiche e competenze industriali. Sono tuttavia necessarie ulteriori favorevoli condizioni al contorno affinché queste intese si traducano nei risultati sperati, e cioè in un miglioramento della produttività industriale: funzionamento dei parchi scientifico-tecnologici (fortunatamente in aumento) e creazione di consorzi ad hoc per programmi specifici, un sensibile miglioramento della cultura brevettuale e dei sistemi di protezione dei trovati d'interesse industriale, sgravi fiscali alle imprese effettivamente operanti in questa ed in altre aree ad alto rischio, compartecipazione dei ricercatori agli utili dei loro risultati, mobilità dei ricercatori tra Enti pubblici e privati, maggiori risorse nella formazione, rimozione dei nodi burocratici nelle procedure di finanziamento pubblico, creazione di venture capital, definizione puntuale e oggettiva del risk assessment, correttezza e trasparenza nell'informazione al pubblico.

CONCLUSIONI

Il riconoscimento dei risultati conseguiti dal P.F. BTBS ha portato all'attivazione di un nuovo Progetto Finalizzato "Biotecnologie" del CNR che, esaurita la fase di selezione, è attualmente pronto a partire. Questo nuovo Progetto Finalizzato, unitamente al Programma 5% "Biotecnologie" (MURST/CNR, legge 95/95) ed al PNR "Biotecnologie Avanzate II" (MURST), rappresenta l'investimento pubblico italiano nell'area delle biotecnologie ed, in ossequio al principio della sussidiarietà, è identificabile come seed money per le cospicue attività di ricerca previste dal 5· Programma-Quadro dell'U.E. in questa area strategica.

Per quanto qui riportato, non vi è dubbio che l'offerta di ricerca italiana in ambito biotecnologico è di livello medio-alto, come puntualmente dimostrato anche dall'analisi (mediante sistematico ricorso a referees esterni) delle 1200 proposte di partecipazione al nuovo P.F. Biotecnologie. Questi ricercatori si sono guadagnati credito internazionale e meritano fiducia, rispetto ed assistenza, se veramente se ne vogliono canalizzare le collaudate capacità verso un concreto miglioramento della più volte ricordata produzione di beni e servizi. In aggiunta, il Consiglio degli Utenti di questo nuovo P.F. sta dimostrando una cultura imprenditoriale ed una vivacità di iniziative senza precedenti, tali da configurare un sensibile consolidamento dei rapporti istituzionali tra accademia ed imprese, condizione questa assolutamente indispensabile se si vogliono riprodurre anche in Italia quelle situazioni di spinn-off di imprese medio-piccole che tanta fortuna stanno registrando ad esempio in Germania. È pertanto essenziale che in questa fase di concrete aspettative, di accertata realizzazione di una massa critica e di ancora sporadiche ma potenzialmente efficaci azioni di un sistema produttivo in fase di crescita, i politici diano credito agli attori di questa difficoltosa sfida scientifico-tecnologica, a) destinando immediatamente al nuovo Progetto Finalizzato le risorse già accantonate per il suo decollo e non ancora erogate, b) rimuovendo gli attuali pesanti dubbi sul prosieguo di questo nuovo P.F. oltre il primo anno di attività ed, al contrario, investendo su di esso le risorse necessarie al conseguimento degli obiettivi, c) proseguendo nella lungimirante azione di valorizzazione della ricerca italiana recentemente intrapresa dal MURST a favore del sistema universitario (Progetti di rilevante interesse nazionale) ed a favore delle imprese e dei consorzi di imprese.

OBIETTIVI E RISULTATI DEL PROGETTO FINALIZZATO