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scienze della vita

Perché il futuro sarà tutto delle scienze della vita.

HYPES AND HOPES IN BIOTECHNOLOGY: LE SCIENZE DELLA VITA SOTTO INDAGINE.

A sessant’anni, dalla nascita delle applicazioni tecnologiche delle scienze della vita: le biotecnologie, i tempi sono maturi per dare uno sguardo al passato. Quali promesse sono state mantenute? Come si prospetta il futuro biotech?

Ritorno alle origini.

Nel 1953, Watson e Crick scoprirono la struttura del DNA. Nel 1973 Stanley Cohen, Paul Berg and Herbert Boyer clonarono un segmento genico di un organismo in un altro.

Questi due eventi segnarono la nascita delle applicazioni tecnologiche nel campo delle scienze della vita: le biotecnologie. Fino ad allora, le scienze della vita erano state deputate solamente alla ricerca biomedica, evolutiva e naturalistica. La biologia, infatti, era perlopiù una scienza descrittiva. A queste scoperte, seguirono importanti promesse. Si cominciò a ritrarre un futuro migliore per l’umanità. Secondo gli esperti, dietro l’angolo, si sarebbero celate la comprensione di malattie incurabili, la possibilita di sfamare l’intero pianeta e la realizzazione di processi chimici industriali allora troppo complessi o dispendiosi.

A distanza di anni, da queste scoperte, è legittimo chiedersi se queste promesse siano state mantenute. 

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Se questi campi abbiano portato i cambiamenti che erano stati anticipati e abbiano, in tal senso, migliorato la qualità della vita dell’uomo.

Un sistema complesso.

Il campo delle biotecnologie e delle scienze della vita sono molto vicini, così vicini, da essere considerati il medesimo campo. Le dinamiche socio economiche, inoltre, contribuiscono alla complessità dello scenario di cui si occupa questo articolo. Centri di ricerca, industrie, politiche di crescita e sviluppo, associazioni no-profit e credo religiosi rendono un’immagine parecchio sfocata di ciò che ho intenzione di mostrarti. 

È quindi difficile stabilire con precisione la traiettoria tecnologica delle biotecnologie. 

Per superare questo ostacolo viene utilizzato il cosiddetto “Hype cycle” (ciclo delle esagerazioni). La validità scientifico-teorica di questo strumento, ed il suo contributo, sono tutt’oggi tema di dibattito. Nel presente articolo, il ciclo possiede lo scopo di aiutarti nel processo di posizionamento delle biotecnologie nel grafico (qui sotto), in relazione alla loro maturità tecnologica e alle hype ad esse collegate.

In particolare, se possiedi un’intima conoscenza di una tecnologia, ti invito a provare a posizionarla nel grafico. A quale stadio pensi sia la tecnologia che hai scelto? Fammelo sapere nei commenti.

Il ciclo è caratterizzato da 5 punti, come mostrato dalla figura qui sotto.

  1. Una nuova scoperta rivela diversi tipi di possibili risvolti tecnologici. Questo provoca l’interesse dei media, ma non vi è ancora alcun prodotto pronto per essere commercializzatio.
  2. Successivamente, i media producono diverse storie di successo e poche aziende intraprendono attività economiche in quel preciso campo technologico.
  3. L’interesse diminuisce e gli esperimenti per l’applicazione della tecnologia falliscono. Diverse aziende falliscono e gli investimenti continuano solo a patto che gli “early adopters” (gli entusiasti, i primi ad adottare i nuovi prodotti technologici) siano soddisfatti.
  4. Sorgono nuove possibilità per l’applicazione della technologia e i prodotti di seconda e terza generazione giungono sul mercato. Nuove imprese vengono fondate.
  5. La tecnologia viene ampiamente utilizzata. Le numerose applicazioni commerciali danno i loro frutti.
Il punto della situazione.

Nei suoi stadi iniziali il campo delle biotecnologie ha raccolto grande supporto, soprattutto statale. Sono stati stanziati ingenti fondi per promuovere la ricerca di base. Sono stati sviluppati corsi di studio per preparare le figure professionali necessarie. In ambito governativo si diffuse la credenza che le bioechnologie avrebbero sostituito le ICT (internet and communication technologies) nel trainare lo sviluppo economico nazionale e nel creare di posti di lavoro. La biotechnologie, poste di fronte e alle grandi sfide del nostro secolo, crearono slogan come “un mondo senza senza malattie” e simili. Una prospettiva basata su scoperte abbozzate in un campo ancora in svilluppo.

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Ad oggi, le biotecnologie non hanno risolto, ne la fame, ne le malattie più debilitanti al mondo. Lo sviluppo del settore si è rivelato più lento di quanto si fosse pensato in un primo momento. Ingenti investimenti statali e la creazione di un sistema per la protezione della proprietà intellettuale hanno promosso la creazione della conoscenza. Esemplare è stato il caso del progetto Genoma Umano che nel 2003 porto alla completa conoscenza della struttura del genoma. Il progetto, di certo, costituisce un successo significativo. Dai dati ottenuti si fecero importanti scoperte: alcune di natura puramente scientifica, per esempio, il 99,9% del DNA è uguale per ogni individuo; alcune, invece, di natura più applicativa e di concreto impatto sociale. Ad esempio, certi geni sono associati all`insorgenza di alcune malattie e disturbi. L’associazione del gene alla malattia costituisce il primo step per giungere ad un trattamento terapeutico.

Dopo questo significativo successo seguì il periodo delle omics. Molte domande ancora aspettavano risposta. Le applicazioni ed i trattamenti che il progetto Genoma Umano aveva generato era ristretto e la società richiedeva un intervento. Le omics sono tecnologie basate su un approccio di tipo comprensivo, teso a caratterizzare e quantificare tutte le componenti di una branca di studi.

Per esempio la proteomics si occupa dell’analisi completa di tutto il proteoma di un organismo, di organo, di un singolo tessuto o, addirittura, di una singola linea cellulare. Il proteoma non è altro che l’insieme di tutte le proteine presenti, un dato momento, nel campione biologico sotto analisi. Per farti capire, con questo tipo di tecnologie, è come se l’operatore fotografasse tutte le proteine presenti nel campione con un solo scatto. Inutile dire, come l’ottenimento di una grande quantità di dati sia inevitabile.

L’automazione dei processi di ricerca in questi campi ha permesso la raccolta di dati e la creazione di database giganteschi in un tempo relativamente breve. Le omics stanno dando i primi frutti svelando le basi dei processi patologici. Ciò accelera in maniera drammatica la formulazione dell’ipotesi e verifica dei modelli patologici, che sono alla base della scoperta e della produzione di nuove medicine.

Nonostante questi traguardi, di certo, non possiamo affermare di essere giunti al culmine della conoscenza del corpo umano o di qualche altro organismo. Anche con le omics, non siamo riusciti a raggiungere gli obbiettivi, riguardanti le scienze della vita, che primi biotecnologi si erano posti.

 Ma il vero problema qual’è?

Le omics, nelle scienze della vita, sono state in grado di riempire database di dimensioni considerevoli con una grandissima quantità di dati. Con il progredire della ricerca questi dati continuano ad aumentare, quindi, attualmente, il vero scoglio da superare può essere riassunto con una semplice domanda: come analizziamo questi dati?

Questa è la domanda del secolo: come è possibile trarre informazioni dai tanto famigerati big data?

La risposta è estremamente complicata. Prima di svelartela, però, voglio chiederti un piccolissimo favore: lasciaci un +1. Per il nostro team sarà fonte di grande soddisfazione, mentre per te sarà un gesto semplicissimo, ma di grande valore.

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Big data is like teenage sex: everyone talks about it, nobody really knows how to do it, everyone thinks everyone else is doing it, so everyone claims they are doing it…” (Dan Ariely, 2013)

Allo stato attuale delle cose, come sapientemente riassunto dal professor Ariely, analizzare e ricavare utili informazioni da un data base estremamente ampio è molto complicato. La scarsa efficienza dei processi di analisi, non ci consente di comprendere appieno le migliaia di tera-byte di dati che stiamo raccogliendo ogni giorno.

Questo contribuisce al basso tasso di applicazioni, della scienze della vita, in campo commerciale, che rimangono ben lontane dal successo dell’ICT, in termini di bisogni soddisfatti e ritorni economici.

L’immagine appare cupa e, secondo alcuni, le biotecnologie sono una bolla prossima a scoppiare. Tuttavia vi sono stati casi che hanno riscosso notevole successo: in ambito forense, e legale, le analisi del DNA sono ampliamente accettate. La produzione di insulina tramite processi biotecnologici ha portato a prodotti più sicuri. L’utilizzo di enzimi, prodotti tramite tecniche ingegneria genetica, ha consentito l’ottimizzazione dei processi chimico industriali sia dal punto economico che ambientale.

Un altro campo dove le applicazioni sono state prolifiche è l’agricoltura. La clonazione di geni, per sopportate meglio terreni e situazioni svantaggiose, ha portato alla creazione di piante più resistenti. Questi prodotti delle scienze della vita, perfettamente sicuri e pronti alla commercializzazione, hanno incontrato una forte resistenza da parte della società. Gli OGM sono spesso dibattuti, soprattutto in Europa e una consistente opposizione campeggia contro la coltivazione e commercializzazione dei prodotti OGM.

L’influenza della società sullo sviluppo tecnologico è ancora più evidente nel caso delle cellule staminali e della riproduzione assistita. In questo campo, le diverse visioni dei paesi europei ha portato alla formazione di un patchwork legislativo sull’utilizzo e sulla crescita delle cellule staminali. I sistemi legislativi non sono privi di contraddizioni ed espedienti. Ciò rende la traiettoria tecnologica ancora più difficile da interpretare.

In conclusione.

Ad oggi le biotecnologie sono un campo molto vasto e frastagliato. Dagli anni ’50 sono stati fatti numerosi passi avanti nel campo delle scienze della vita. Il loro contributo è stato cruciale per la comprensione e la cura di malattie allora endemiche. Una gran quantità di dati sono stati raccolti negli ultimi anni, ma, purtroppo, molti di questi, si sono raramente sviluppati in applicazioni dedite a risolvere le urgenze della società (proprio a causa della difficoltà nel gestire questi big data).

Bisogna notare, tuttavia, che le biotecnologie costituiscono un campo talmente vasto e multidisciplinare, da non poter essere riassunto in un solo punto del grafico (Hype cycle). Ciò non toglie la capacità e l’efficacia del ciclo di mostrare l’influenza delle aspettative nello sviluppo delle scienze della vita. È interessante notare che le scienze della vita godono ancora di un grande supporto, nonostante le aspettative non siano ancora state soddisfatte. Specialmente se si considera quanto tempo è trascorso.

In conclusione l’applicazione delle scienze della vita, o biotecnologie, si posiziona in un frangente in cui molte promesse sono state fatte e poche sono state mantenute. Ingenti fondi ed importanti bisogni sociali hanno spinto le scienze della vita a crescere, portando a tecnologie e prodotti atti a soddisfare questi bisogni. Contemporaneamente conflitti etico-sociali ed istituzioni hanno determinato le dinamiche dello sviluppo di tali tecnologie. Tale è lo sviluppo tecnologico: un continuo rimodellamento tra società tecnologia e istituzioni.

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  • (Facebook, 2016) Dan Ariely, professor at Duke university. [Consultato il 19 settembre 2015]

 

Si ringrazia Roberto Oleari per i commenti sulla prima versione.

 

A cura di Simone Gottardi. Revisionato da Mirko Zago.

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