Parte 1 1 80 Biologia applicata, Biotecnologie, Agroambiente Biotecnologie cellulari Le biotecnologie innovative a differenza delle biotecnologie tradizionali (che, derivando da secolari conoscenze naturalistiche e mediche dell umanità, hanno trovato applicazione nel progressivo sviluppo della scienza e della tecnica per usi destinati principalmente all alimentazione e alla cura della salute), riguardano la scoperta, l ideazione e la realizzazione di procedure, strumenti e soggetti che in precedenza non esistevano. Queste nuove tecniche permettono di manipolare in modo accurato e altamente selettivo organismi viventi partendo dalla comprensione del loro genoma, e sono capaci di modificarne l informazione genetica e di manipolare in laboratorio altri materiali biologici (cellule, acidi organici, enzimi) per mettere a punto nuovi prodotti biotecnologici. La possibilità di intervenire sulle cellule è ormai entrata, da anni, nel lavoro quotidiano di quasi tutti i laboratori di ricerca con la produzione di colture cellulari dette anche colture in vitro. Esse, partendo da cellule, tessuti o organi espiantati dall organismo, costituiscono una fonte pressoché inesau- ribile di materiale di studio abbondante e omogeneo poiché continuano a svolgere le loro funzioni per un periodo di tempo, che può essere in taluni casi anche illimitato. Il termine in vitro, che sta ad indicare le colture cellulari e di tessuti al di fuori dell organismo in condizioni fisiologiche artificiali, si contrappone al termine ex vivo che designa procedure in cui del materiale vivente, ad esempio il sangue, viene prelevato per essere trattato, e dopo la coltivazione in un incubatore reimmesso in tempi brevi nel corpo. Le colture cellulari, sviluppate in laboratorio attraverso condizioni di rigorosa sterilità, si impiantano (a partire anche da minuscoli frammenti) su un terreno di coltura adatto al tipo di cellule, che per questo differisce a seconda che si operi con cellule vegetali o animali: pesci, anfibi, rettili, uccelli o mammiferi. I terreni di coltura in genere sono sintetici, costituiti da sostanze fondamentali (amminoacidi, zuccheri, vitamine, sali inorganici, ecc.), sciolti in soluzione a pH e a pressione osmotica controllati. I vantaggi di tali colture derivano dal fatto che rappresentano sistemi molto semplici e facilmente riproducibili, e oltretutto consentono 1 L Organizzazione mondiale per la cooperazione e lo sviluppo economico (OCSE) è convinta che le biotecnologie (bioeconomia) possiedano tutti i requisiti per garantire, nel lungo periodo, la sostenibilità economica e ambientale del nostro pianeta. A questo tema ha dedicato un nuovo studio tramite l International Future Programme, che punta a definirne una policy agenda sino al 2030. FOCUS LA TEORIA CELLULARE Le colture in vitro sono l applicazione pratica della teoria cellulare formulata nella prima metà del XIX secolo da T. Schwan (anatomo- siologo) e M. Schleiden (botanico), i quali avevano scoperto che si compongono di cellule tutte le piante (grazie a Schleiden, nel 1838) e tutti gli animali (grazie a Schwann, nel 1839) ed erano giunti a queste conclusioni: 1. tutti gli organismi viventi sono costituiti da cellule; 2. la cellula è l unità strutturale e funzionale dei viventi; 3. ogni cellula deriva da altre cellule preesistenti. 0100.Parte1_Cap_03.indd 80 26/02/21 16:58