Il tema della “biologia sintetica” – la scienza che si occupa di reingegnerizzare gli organismi viventi per dotarli di “nuove capacità” orientate a risolvere problemi in campi che vanno dalla medicina alla produzione manifatturiera e all’agricoltura – è stato affrontato nel corso di diverse sessioni tenutesi la scorsa settimana in occasione degli incontri del World Economic Forum (WEF) a Davos, in Svizzera.

La biologia sintetica è alla base della cosiddetta “bioeconomia“, che ha un valore di mille miliardi di dollari negli Stati Uniti ed è destinata a crescere a livello globale fino a oltre 30.000 miliardi di dollari nei prossimi due decenni, secondo Forbes. Iniziative come l’ordine esecutivo del 2022 dell’amministrazione Biden che impone investimenti federali nelle biotecnologie dovrebbero favorire questa crescita.

I bioprodotti comprendono tutto, dai vaccini a mRNA alle carni fatte in laboratorio, fino ai dispositivi medici bioelettronici. Ma gran parte dell’entusiasmo durante i due panel del WEF della scorsa settimana sulla biologia sintetica nell’alimentazione e nell’agricoltura – “Biology as Consumer Technology” (Biologia come tecnologia per il consumatore) e “Bio-based Path to Net Zero” (La strada verso Net Zero basata sulla biologia) – si è concentrata sui “biologicals”, cioè sui microbi del suolo geneticamente modificati (GE, acronimo di genetically engineered), che fissano l’azoto.

I cosiddetti biologicals (o elementi biologici) sono input agricoli derivati da organismi viventi come piante e batteri piuttosto che da combustibili fossili, fonte della maggior parte dei pesticidi e dei fertilizzanti moderni.

I biologicals prodotti attraverso la biologia sintetica non sono solo organismi viventi, ma sono organismi viventi GE creati per uccidere i parassiti o per generare sostanze nutritive che vengono poi utilizzate per fertilizzare le piante.

Sono anche un’importante fonte di guadagno per le aziende che li producono e per i loro investitori, si sono affrettati a sottolineare i relatori.

Rieducare i consumatori ad accettare gli alimenti trasformati

Chris Abbot, CEO della Pivot Bio Inc., che produce Proven, il primo microbo GE sul mercato, ha parlato di come aziende come la sua stiano “sfruttando la tecnologia in modo da poter effettivamente produrre un prodotto e venderlo con un margine interessante” nonostante la volatilità del mercato delle materie prime.

Amy Webb, CEO e “leader globale della previsione strategica” presso il Future Today Institute, ha definito il prodotto microbico GE della Pivot “sorprendente”, soprattutto se si considera che “l’agricoltura non è cambiata in 14.000 anni, cioè non proprio, giusto?”

Webb si riferiva probabilmente alla rivoluzione neolitica, avvenuta circa 12.000 (non 14.000) anni fa, quando gli esseri umani passarono dall’essere cacciatori-raccoglitori all’agricoltura.

La rivoluzione neolitica è stata seguita da una serie di importanti innovazioni tecnologiche nell’agricoltura in tutto il mondo nel corso di migliaia di anni.

Tali innovazioni includono molti degli sviluppi tecnologici che queste nuove tecnologie GE stanno cercando di perfezionare, come il processo Haber-Bosch – il processo industriale che ha potenziato la fissazione dell’azoto, fondamentale per la fertilizzazione del suolo.

Abbot ha dichiarato che i microbi GE della sua azienda sono stati addestrati a svolgere un’analoga attività di fissazione dell’azoto in modi più efficienti e meno distruttivi per l’ambiente. In un futuro ancora sconosciuto, ha previsto che i microbi GE saranno meno costosi e più efficaci dei fertilizzanti sintetici esistenti.

Il fatto che i microbi GE siano più “sostenibili” è una parte fondamentale del loro marchio.

Nel panel “Net Zero”, Ester Baiget di Novozymes, che ha annunciato che la sua azienda sta per fondersi con il produttore di microbi ingegnerizzati Chr. Hansen, ha spiegato come i prodotti della sua azienda “ci portano più vicino al Net Zero”.

“Tutto ciò che facciamo porta a meno emissioni di CO2, meno sostanze chimiche, meno rifiuti, minore impatto sull’ambiente, nutrienti più sani, maggiore sostenibilità dell’agricoltura lungo l’intera catena del valore”, ha dichiarato. “Rendiamo possibile la produzione di alimenti più sani, alimenti sostenibili”.

Nel panel “Biology as Consumer Technology”, Dror Bin, CEO dell’Autorità israeliana per l’innovazione, ha previsto un futuro di “bioconvergenza” in cui la biologia si fonderà con tutti i campi scientifici. La bioconvergenza non è “immaginaria”, ha detto Bin. Per esempio, la scorsa settimana Israele è stato il primo Paese ad approvare la vendita di carne bovina fatta in laboratorio, prodotta da Aleph Farms.

L’unico ostacolo che i relatori hanno concordato di dover affrontare quando si tratta di far crescere la bioeconomia è l’accettazione da parte dei consumatori. Secondo Abbot della Pivot, le persone hanno una paura infondata degli organismi geneticamente modificati (OGM). “Non sono così male. Si possono usare nel modo sbagliato, ma [alla Pivot] noi [at Pivot] usiamo molta meno chimica grazie agli OGM”.

I consumatori, hanno concordato i relatori, devono essere “rieducati” ad accettare gli alimenti trasformati.

I prodotti biologici, ha ammesso Abbot, sono un po’ più “complicati” dei fertilizzanti sintetici, “perché si prende un organismo biologico, che ha una sua variabilità e in genere è piuttosto volubile. E poi lo si mette in un ambiente biologico, in un terreno con un clima impazzito che impazzisce sempre di più ogni singolo anno. E ora cerchi di prevedere fino al punto precedente come funzioneranno queste cose”.

Ma questa è la parte emozionante, ha detto.

Un “esperimento a cielo aperto senza precedenti”

Al di fuori del WEF, c’è meno entusiasmo per i microbi geneticamente modificati e per altre tecnologie di biologia sintetica “cibo come software“, come la fermentazione di precisione o la carne fatta in laboratorio.

Un rapporto pubblicato lo scorso agosto da Friends of the Earth ha sollevato preoccupazioni sui rischi ignoti e potenzialmente disastrosi associati ai microbi geneticamente modificati, che sono fondamentalmente diversi dai già controversi OGM che, come hanno notato i relatori, sono già molto controversi da decenni.

I microbi GE sono organismi viventi che condividono facilmente il loro materiale genetico con altre specie e viaggiano a grandi distanze nel vento. Le modifiche genetiche rilasciate all’interno dei microbi potrebbero attraversare le specie e i confini geografici con conseguenze impreviste e potenzialmente irreparabili, si legge nel rapporto.

E poiché sono microscopici, il loro numero è enorme.

“Un’applicazione di batteri geneticamente modificati potrebbe rilasciare circa 3.000 miliardi di organismi geneticamente modificati ogni mezzo acro, ovvero quante piante di mais geneticamente modificate ci sono in tutti gli Stati Uniti”, ha detto Dana Perls, responsabile del programma alimentare e tecnologico di Friends of the Earth, in un comunicato stampa.

L’introduzione di microbi GE in agricoltura rappresenta un “esperimento genetico a cielo aperto senza precedenti”, si legge nel rapporto. “La scala del rilascio è molto più grande e le probabilità di contenimento sono molto più basse rispetto alle colture GE”.

Il rapporto descrive una varietà di incidenti genetici che possono verificarsi, e in alcuni casi si sono verificati, nel processo di ingegneria genetica, tra cui inserimenti e delezioni di DNA accidentali.

Ha sottolineato che quando questi microbi con questi potenziali problemi vengono rilasciati in un ambiente con miliardi di specie di altri microbi – la maggior parte dei quali non è stata ancora compresa dalla scienza – insieme ad altri esseri viventi, i potenziali problemi sono innumerevoli e gravi.

Nessun quadro di riferimento per la valutazione dei rischi

Questi rischi non hanno impedito alle aziende di rilasciarli. Almeno due microbi GE, Proven della Pivot Bio e Poncho Votivo della BASF, sono già utilizzati dagli agricoltori statunitensi su milioni di ettari di terreno agricolo.

I relatori del WEF hanno previsto che il numero di microbi geneticamente modificati sul mercato è destinato a salire enormemente, soprattutto se si considera che il sistema normativo statunitense non dispone di un quadro di riferimento per la valutazione dei loro rischi potenziali e li autorizza rapidamente.

I partecipanti al panel hanno dichiarato che preferiscono sviluppare i loro prodotti per il mercato statunitense piuttosto che per quello europeo, che presenta molte più barriere normative per i prodotti geneticamente modificati o ingegnerizzati e l’approvazione richiede sei anni.

Il quadro normativo statunitense è così poco chiaro, secondo l’organizzazione Food Tank, che segue criticamente l’industria alimentare (Big Food), che è difficile sapere quanti di questi prodotti siano effettivamente sul mercato. Ma “probabilmente siamo nel mezzo di un’ondata di nuovi biologicals GE che passano dal laboratorio al campo”.

La Pivot ha lanciato Proven nel 2019. L’azienda, sostenuta da importanti investitori biotecnologici – tra cui la Bill & Melinda Gates Foundation – ha raccolto oltre 600 milioni di dollari in private equity sulla base della promessa di “sconvolgere” l’agricoltura riducendo la necessità di azoto sintetico prodotto industrialmente, sostituendolo con “azoto pulito” prodotto da microbi GE.

Ma i suoi stessi studi scientifici non hanno dimostrato alcuna riduzione nell’uso dell’azoto da parte degli agricoltori quando viene applicato il microbo GE.

La domanda di brevetto della Pivot Bio per il suo microbo GE Proven, commercializzato come fertilizzante azotato, elenca 29 geni diversi insieme a molte proteine ed enzimi che possono essere manipolati per “interrompere” e “cortocircuitare” la capacità del microbo di percepire i livelli di azoto nel suo ambiente e indurlo a produrre azoto in eccesso.

Gli scienziati dell’azienda hanno anche pubblicato uno studio in cui dimostrano di essere rimasti sorpresi nel constatare che la rimozione di alcuni geni aumentava l’azoto, perché avrebbe potuto ridurlo con altrettanta facilità.

Pivot è stata la prima azienda a immettere sul mercato i suoi microbi GE, ma da allora molte altre startup e colossi farmaceutici sono entrati nel gioco dei microbi GE.

Abbot non ha commentato gli studi della sua azienda, ma ha detto che la Pivot sta ampliando la sua tecnologia, con l’obiettivo di creare un “trend di crescita duraturo”.

Negli ultimi anni, cinque grandi aziende agrochimiche, Syngenta (ChemChina), BASF, Bayer-Monsanto, FMC Corp e Corteva (DowDuPont) hanno acquisito la maggior parte delle aziende biotecnologiche esistenti.

Si tratta delle stesse aziende che in passato hanno controllato la creazione e la distribuzione delle colture geneticamente modificate.

Hanno una “lunga storia”, scrive Friends of the Earth, di noncuranza nei confronti dell’impatto ambientale e sanitario dei loro prodotti, di sabotaggio sistematico verso i piccoli agricoltori, di ostruzionismo nei confronti del processo normativo e di occultamento della verità sui loro prodotti.

Oggi queste aziende collaborano con le principali imprese biotecnologiche e con le startup per portare avanti il processo.

Tra le aziende che sviluppano microbi evidenziate nei panel del WEF c’è l’azienda danese di bioscienze Chr. Hansen, che opera nel settore agricolo da 145 anni e dispone di una libreria di circa 50.000 microbi. Anche Indigo Ag “potenzia” i microbi naturali per affrontare diverse sfide agricole.

Ginkgo Bioworks dichiara alla SEC che il rilascio di microbi GE può avere effetti “sconosciuti”

Ginkgo Bioworks, uno dei principali attori dell’industria della biologia sintetica, è attivamente coinvolta nello sviluppo di farmaci e alimenti, compresi i vaccini e le “piattaforme di programmazione cellulare“, nella biosicurezza e nella sorveglianza delle malattie.

Progetta e ingegnerizza microbi per applicazioni che vanno dai batteri produttori di cannabinoidi ai lieviti che fermentano le proteine alimentari ai microbi del suolo.

L’azienda commercializza i suoi microbi GE attraverso Joyn Bio, una partnership con Bayer.

Tramite la Joyn Bio, Ginkgo intende portare avanti il suo impegno a “sfruttare la potenza della biologia programmabile per consentire una produzione alimentare sostenibile e la sicurezza alimentare in tutto il mondo”, collaborando con diverse aziende per sviluppare “soluzioni microbiche agricole in tutte le colture e in tutte le aree geografiche attraverso piattaforme tecniche ampie e completamente abilitate che rispondono a diverse esigenze di mercato”.

Il mese scorso, ad esempio, l’azienda ha annunciato una nuova partnership con la startup biotecnologica francese OneOne Biosciences per sviluppare una “tipologia simile a una macchina da caffè espresso” per “amplificare” i microbi con funzioni diverse, come la fissazione dell’azoto, il sequestro del carbonio e altro ancora nel punto di utilizzo.

Dietro le sue utopiche “dichiarazioni previsionali”, secondo i suoi comunicati stampa, “Ginkgo non dà alcuna garanzia di realizzare le proprie aspettative”.

Il rapporto sui rischi dell’azienda, depositato presso la Security and Exchange Commission (SEC) e riportato dall’Organic Consumers Association (OCA), ha sollevato una serie di preoccupazioni.

Analogamente ai rischi evidenziati da Friends of the Earth, Ginkgo ha dichiarato alla SEC: “Il rilascio di organismi o materiali geneticamente modificati, sia accidentale che intenzionale, in ambienti non controllati potrebbe avere conseguenze indesiderate”, che potrebbero essere negative per gli affari – la sua principale preoccupazione.

Il rapporto afferma inoltre:

“Gli organismi e i materiali geneticamente modificati che sviluppiamo potrebbero avere caratteristiche significativamente alterate rispetto a quelli che si trovano in natura, e gli effetti completi dell’impiego o del rilascio dei nostri organismi e materiali geneticamente modificati in ambienti non controllati potrebbero essere sconosciuti”.

“In particolare, tale distribuzione o rilascio, compreso un rilascio non autorizzato, potrebbe avere un impatto sull’ambiente o sulla comunità in generale o sulla salute e la sicurezza dei nostri dipendenti, dei dipendenti dei nostri clienti e dei consumatori dei prodotti dei nostri clienti.

“Inoltre, se nel nostro settore si verifica una violazione della biosicurezza di alto profilo o il rilascio non autorizzato di un agente biologico, i nostri clienti e potenziali clienti potrebbero perdere fiducia nella sicurezza degli ambienti di laboratorio in cui produciamo organismi e materiali geneticamente modificati, anche se non siamo direttamente coinvolti.

“Qualsiasi effetto negativo derivante da tale rilascio, da parte nostra o di altri, potrebbe avere un effetto negativo rilevante sull’accettazione pubblica dei prodotti ottenuti da cellule ingegnerizzate e sulla nostra attività e condizione finanziaria”. …

“Potremmo sintetizzare sequenze di DNA o intraprendere altre attività che contravvengono ai requisiti di biosicurezza, oppure le autorità normative potrebbero promulgare requisiti di biosicurezza di più ampia portata alle quali le nostre pratiche commerciali standard non sono in grado di adattarsi, il che potrebbe dare origine a sostanziali responsabilità legali, ostacolare la nostra attività e danneggiare la nostra reputazione.”

“Il rapporto depositato alla SEC dalla Ginkgo chiarisce come lo scatenamento di Frankenmicrobi nell’ambiente potrebbe rivelarsi disastroso”, ha dichiarato Alexis Baden-Mayer dell’OCA.

Baden-Mayer ha anche notato che la Ginkgo ha acquisito diverse tecnologie di biologia sintetica sviluppate da scienziati che lavorano alla Monsanto da lunga data e dal co-sviluppatore di CRISPR George Church.

Questo fa della Ginkgo “il partner più importante della Bayer nel suo progetto ‘Food-as-Software’ [il cibo come software]”, secondo Baden-Mayer.

Un portavoce di RethinkX, un think tank e previsore tecnologico, ha spiegato “Food-as-Software” a The Defender in un’e-mail:

“Come il software, i prodotti alimentari saranno continuamente migliorati attraverso l’iterazione, man mano che la tecnologia migliorerà sia in termini di costi che di capacità e man mano che i database dei componenti alimentari cresceranno.

“L’integrazione con la tecnologia dell’informazione e Internet significa che i miglioramenti nei metodi di produzione e/o negli ingredienti possono essere scaricati e incorporati quasi istantaneamente, consentendo alla produzione di essere completamente distribuita e decentralizzata, proprio come un software”.

Baden-Mayer ha offerto una descrizione più critica della visione di Big Food del cibo come software:

“Il modello commerciale di Monsanto-Bayer consiste nel rovinare il cibo e l’agricoltura con pesticidi e allevamenti industriali e poi, quando i clienti chiedono a gran voce ‘cibo pulito’, lo offrono sotto forma di nuovi alimenti sintetici, Frankenfood, creati in laboratorio che possono essere commercializzati come privi di tossine e fatti senza crudeltà”.

Il rapporto di Ginkgo alla SEC, ha scritto, “sembra un elenco di trame per film catastrofici di uno scrittore di fantascienza”.