Gli esseri umani e gli animali possono beneficiare di vaccini e terapie geniche basate sui virus, ma le colture no. Questa è la paradossale situazione denunciata da un gruppo internazionale di ricerca guidato dall'Istituto di Biologia Molecolare e Cellulare delle Piante (Ibmcp), del Consiglio Superiore delle Ricerche Scientifiche di Spagna (Csic).
Nel loro articolo pubblicato sulla rivista scientifica Nature Reviews Bioengineering, i ricercatori propongono un piano d'azione per applicare virus "indeboliti". Lo scopo è quello di migliorare le qualità delle colture, renderle più resistenti a condizioni climatiche estreme e variabili, o produrre integratori dietetici per migliorare la nutrizione umana. Secondo gli autori si tratta di un'alternativa più efficiente e sostenibile rispetto all'uso di agrofarmaci e più rapida rispetto ai metodi di miglioramento tradizionale.
L'articolo fa parte della serie sul futuro del cibo, dove due delle riviste di riferimento del settore, Nature Reviews Bioengineering e Nature Food, presentano i progressi più interessanti nella produzione alimentare e stabiliscono un programma per sviluppi futuri che permettano di raggiungere una sicurezza alimentare globale e promuovano la sostenibilità ambientale. «Il nostro articolo presenta punti di vista che invitano alla riflessione e che confrontano i lettori con situazioni paradossali», rivela Fabio Pasin, ricercatore del Csic presso l'Ibmcp e autore principale del lavoro.
Usare i virus come una chiavetta Usb
Gli autori propongono che vettori virali, basati su virus attenuati e perciò innocui alle piante, possano essere utilizzati per introdurre geni specifici nelle colture, ottenendo così miglioramenti nelle loro caratteristiche agronomiche e nelle rese. Questi vettori virali potrebbero essere utilizzati, tra l'altro, per indurre la fioritura delle piante e accelerare i raccolti, sviluppare varietà migliorate, modificare l'architettura delle piante per facilitare la meccanizzazione, migliorare la tolleranza alla siccità o produrre metaboliti benefici per la salute umana.
Applicare virus attenuati può essere l’approccio più veloce e flessibile per ottenere ciò che desideriamo dalle piante. «Immagina di avere un computer che non è connesso a internet e, ogni volta che devi fare un aggiornamento del software, devi comprartene uno nuovo», spiega Pasin. «Ebbene, la nostra idea è usare un virus come se fosse una chiavetta Usb: la colleghi, installi gli aggiornamenti necessari e puoi continuare a usare il tuo computer», aggiunge.
«Questi vettori possono essere utilizzati per la modifica precisa del genoma mediante approcci basati su componenti Crispr-Cas per ottenere miglioramenti ereditabili nelle caratteristiche agronomiche, come la lunghezza e il peso del chicco nel grano o il colore dei frutti nei pomodori», spiega Pasin. «Inoltre, le applicazioni basate su vettori virali permettono di ottenere miglioramenti transitori che offrono un’alternativa attraente, per la loro rapidità di sviluppo e validazione, all’uso di agrochimici per sistemi produttivi agricoli più efficienti e sostenibili», assicura il ricercatore del Csic.
Persone e animali domestici, ma non piante
Nonostante questi vantaggi, gli autori sottolineano diversi paradossi: si considera sicuro somministrare virus ricombinanti per la vaccinazione umana (contro il Covid-19, per esempio) e veterinaria, ma non esistono applicazioni registrate per l'agricoltura. Gli esseri umani e gli animali domestici possono beneficiare di terapie geniche basate su virus ricombinanti, ma non le colture. E i virus ricombinanti possono essere rilasciati nell'ambiente per l'immunizzazione di animali selvatici come volpi, procioni o coyote, permettendo così il controllo della rabbia in Europa e negli Stati Uniti, ma il loro uso agricolo non è ancora autorizzato, nemmeno in ambienti altamente confinati.
Cosa manca per metterlo in pratica?
Dati i vantaggi, uno dei maggiori ostacoli per implementare queste tecnologie riguarda la normativa. Per l’uso in campo di vettori virali per ottenere miglioramenti immediati nelle colture, gli scienziati ritengono ci sia un certo vuoto normativo. «È un nuovo tipo di prodotto, simile a un agrofarmaco ma, essendo biologico, non abbiamo precedenti disponibili nel mercato e sarebbe necessario un'analisi approfondita da parte delle autorità», aggiunge Pasin. Che sostiene che questo processo si potrebbe velocizzare con l'uso di virus ricombinanti e metodi per garantire il loro biocontenimento. Si potrebbe iniziare, spiega Pasin, da colture utilizzate per la produzione di mangimi animali, fibre tessili e biocarburanti e da quelle ornamentali.
In ogni caso, i ricercatori che lavorano in questo ambito considerano paradossale che una tecnica già consolidata sia in fase sperimentale sia nella sua applicazione pratica su animali e persone incontri ancora ostacoli in agricoltura. «Alla fine, è semplicemente una questione economica», conclude Pasin, «alle aziende conviene investire in terapie cliniche che possono costare migliaia di euro per ogni trattamento, mentre nell'ambito dell'agricoltura, per il momento, non c'è questa redditività».
Si ringrazia per il contributo Fabio Pasin del Consiglio Superiore delle Ricerche Scientifiche di Spagna (Csic)
