Il tabacco è un brutto vizio, ma per i genetisti rappresenta una pianta modello ed è pieno di virtù. Docile agli interventi biotech, esuberante dal punto di vista metabolico, capace di sfornare proteine in quantità. Ora è al centro di un grande progetto di ricerca, finanziato con 7,2 milioni di euro dall’Ue, per produrre molecole di interesse medico sfruttando la fotosintesi e le nuove tecniche di miglioramento genetico, a cominciare da CRISPR.

Si chiama Newcotiana e dal 2018 al 2022 coinvolgerà 19 partner accademici e industriali di 9 paesi. L’Italia è presente con l’Enea, grazie al Centro Ricerche Casaccia vicino a Roma. “Noi produrremo piccole molecole. Carotenoidi con funzione protettiva per l’occhio e alcaloidi piridinici  potenzialmente utili a scopo palliativo per l’Alzheimer e la sclerosi a placche”, ci ha spiegato Giovanni Giuliano. Altri gruppi si dedicheranno alla produzione di proteine, in particolare anticorpi monoclonali e antigeni per vaccini.

Il primo passo consiste nell’ottimizzare le tecniche per applicarle al tabacco usato comunemente per le sigarette (Nicotiana tabacum) e a una specie affine originaria dell’Australia (Nicotiana benthamiana). Per migliorare l’efficienza di queste “biofabbriche” vegetali, vanno regolati i processi di glicosilazione e proteolisi, “umanizzando” le molecole prodotte e aumentando la produzione di proteine. Quindi, grazie agli interventi di editing, le vie metaboliche della nicotina saranno re-indirizzate verso le molecole di interesse. “Possiamo fare tutto usando CRISPR nel modo classico, disattivando due o tre geni”, racconta Giuliano. L’enzima chiave di CRISPR (Cas9) può essere introdotto insieme al suo RNA guida, senza trasferire DNA estraneo. “Le piante così modificate non sono transgeniche e non dovrebbero essere sottoposte alle stesse restrizioni”, afferma il genetista dell’Enea.

Se la legislazione europea terrà conto dell’opinione della comunità scientifica, oltre che del parere della Corte di Giustizia Ue atteso nei prossimi mesi, le piante editate avranno una vita molto più facile. “La Commissione guarda con interesse ai risultati di Newcotiana e di un altro progetto su CRISPR finanziato con fondi europei, proprio in vista delle decisioni di tipo regolatorio”, sostiene il ricercatore. Se tutto va bene fra 3 anni le piante di N. benthamiana editate saranno coltivate in serra, mentre le N. tabacum debutteranno con le prove in campo in Spagna, il paese che guida il consorzio attraverso il coinvolgimento del Consiglio delle ricerche spagnolo. Il governo di Madrid ha sempre mantenuto un atteggiamento favorevole nei confronti delle biotecnologie agrarie, anche durante gli anni peggiori delle polemiche sugli Ogm. Mentre le autorizzazioni per i campi sperimentali in Italia sono bloccate, generalmente in Spagna il via libera richiede solo una manciata di mesi. Per i coltivatori di tabacco, inoltre, questi sviluppi rappresentano una chance per rivitalizzare un settore in crisi da tempo.

Il potenziale del tabacco nel “molecular farming”, del resto, è già stato messo alla prova con buoni risultati: a Cuba lo usano per produrre un ingrediente del vaccino per l’epatite B, in Germania sono riusciti a farne una biofabbrica per il farmaco antimalarico artemisinina, negli Usa è stato impiegato per il vaccino anti-ebola Zmapp. “Le piante comportano grandi vantaggi per la produzione di molecole ad alto valore aggiunto, in termini di produzione per unità di biomassa e anche di costi. Usare le cellule di lievito può costare 10 volte di più”, calcola Giuliano.

Il tabacco è una pianta dal genoma complesso (allopoliploide, perché deriva dall’ibridazione di N. sylvestris e N. tomentosiformis), dunque la capacità di CRISPR di modificare più geni in un colpo solo appare particolarmente preziosa. Un altro approccio che verrà sperimentato dai partner dell’istituto Max Planck è l’innesto: in corrispondenza della giuntura fra i tessuti di specie diverse, durante il grafting, si generano cellule con DNA misto e questo potrebbe servire ad ampliare il ventaglio dei metaboliti prodotti. “Le chiamiamo nuove biotecnologie perché sono all’avanguardia, ma il miglioramento genetico è una pratica antica, che ottimizza processi che avvengono normalmente in natura”, conclude Giuliano.

Il lancio del progetto Newcotiana a Bruxelles