Biotecnologie: a cosa servono?

La coltivazione delle piante non è l'unico strumento disponibile per ottenere princìpi attivi; ormai da qualche anno esistono, infatti, tecniche di tipo biotecnologico.
Le biotecnologie sono uno strumento molto utilizzato dalle industrie farmaceutiche, perché consentono di ottenere i princìpi attivi e gli elementi farmaco-tecnici necessari alla formulazione del prodotto finale. Un esempio di elemento farmacotecnico è dato dalle ciclodestrine, oligosaccaridi, insapore e incolore, che consentono l'incapsulazione del principio attivo aromatico, come il mentolo o l'eucaliptolo; vengono ad esempio utilizzate nella formulazione di tisane aromatizzate.
La biotecnologia è una disciplina estremamente complessa, che si concretizza nel momento in cui la natura viene trasferita in laboratorio; BIO= vita, ma ricreata in un laboratorio tecnologico. Questa disciplina è volta alla valorizzazione delle capacità metaboliche e biologiche degli organismi vegetali e non, mediante il ripristino in laboratorio delle condizioni ambientali più adatte per il loro sviluppo. Il biotecnologo indirizza la crescita della fonte verso ciò che più gli interessa, quindi verso la produzione di princìpi attivi ed elementi farmaco-tecnici.

La scelta di ciò che viene ricreato biotecnologicamente è condizionata anche dalla difficoltà di approvvigionamento del principio attivo e della droga in natura; il sistema biotecnologico nasce infatti da una necessità di approvvigionamento, ma anche di protezione della specie vegetale e non solo. Fu questo il caso del Taxus brevifolia - dalla cui corteccia si ricava il principio attivo taxolo dalle rinomate proprietà antineoplastiche - il cui intenso sfruttamento lo portò vicino all'estinzione. A questo rimediano le biotecnologie; tuttavia, non sempre il laboratorio chimico riesce a sintetizzare il principio attivo di interesse farmaceutico, specialmente se esso è molto complesso; per questo motivo, quando possibile e conveniente, si fa ancora massicciamente ricorso alla fonte naturale.

Generalmente, il biotecnologo isola le cellule indifferenziate dell'organismo che vuole riprodurre in un ambiente chiuso, come una piastra petri od una beuta. L'isolamento celle cellule vegetali dall'espianto, piccolo frammento di pianta scelta per la ricreazione in laboratorio, dev'essere preceduto da processi sanitizzanti (trattamenti con una miscela di etanolo e ipoclorito di sodio, o altri disinfettanti) che mirano a debellare gli eventuali microrganismi estranei presenti. Una volta sterilizzato, l'espianto viene posto all'interno di una piastra petri con un opportuno terreno di coltura solido, contenente agar gelatinizzante, acqua, sali minerali, zuccheri ed ormoni vegetali; il terreno, scelto in relazione alle esigenze nutrizionali della specie da cui proviene l'espianto, consente un'adeguata crescita delle cellule vegetali, ricreando in vitro quel sistema esterno con cui la cellula interagisce naturalmente.

L'interesse primario del biotecnologo è quello di creare in vitro un laboratorio biologico che produca quantità elevate di principio attivo; perciò i costituenti del terreno di coltura vengono calibrati in quantità e qualità opportune per far sì che le cellule dell'espianto perdano le loro caratteristiche tipiche e specializzate, generando cellule indifferenziate totipotenti, capaci, cioé, di moltiplicarsi continuamente; le capacità rigenerative delle cellule indifferenziate vengono sfruttate dal tecnologo per avere a disposizione molte colonie cellulari per la produzione di princìpi attivi.

Le cellule vegetali in crescita possiedono due tipologie di metabolismo: uno di tipo primario, che sottende al ciclo cellulare, e uno secondario, che sottende alla produzione di metaboliti e princìpi attivi. Per sfruttare al meglio le potenzialità del sistema biotecnologico è necessario che le cellule in vitro, prima si dividono e si moltiplichino, poi producano il principio attivo; la cellula, infatti, concentra il proprio consumo energetico su una via metabolica o su un'altra, oppure ancora lo ripartisce ad entrambe. La necessità di base della cellula è legata al suo metabolismo primario e non secondario; la cellula, difatti, consuma l'energia a disposizione soprattutto per alimentare il metabolismo primario. Tuttavia questo non è lo scopo del biotecnologo, che pone il frammento in un terreno agarizzato per consentire la crescita cellulare, che in un terreno liquido non avverrebbe (il frammento marcisce e manca un supporto meccanico per la crescita cellulare).