La biotecnologia è un'industria focalizzata sulla manipolazione degli organismi viventi per creare prodotti commerciali. Tuttavia, questa è una visione molto ampia di questa industria scientifica in rapida crescita.
In base a tali definizioni, secoli di agricoltura e allevamento di animali sarebbero qualificati come tipi di biotecnologia. La comprensione e l'uso moderni di questa scienza, nota anche come biotecnologia, sono stati perfezionati per creare nuovi farmaci e colture resistenti ai parassiti.
Tali innovazioni hanno iniziato lo sviluppo quando Stanely Cohen e Herbert Boyer hanno dimostrato la clonazione del DNA nel loro laboratorio di Stanford nel 1973. La biotecnologia è diventata intrinseca a molti aspetti della vita quotidiana moderna.
La tecnologia
Sin dai primi esperimenti di clonazione del DNA, si sono sviluppate tecniche di ingegneria genetica per creare molecole biologiche ingegnerizzate e microrganismi e cellule progettati geneticamente. I genetisti hanno anche sviluppato modi per trovare nuovi geni e capire come funzionano e hanno creato animali e piante transgeniche.
Nel bel mezzo di questa rivoluzione della bioingegneria, le applicazioni commerciali sono esplose. Un'industria si è evoluta attorno a tecniche come clonazione genica (replicazione), mutagenesi diretta (direzione delle mutazioni genetiche) e Sequenziamento del DNA. Sono state inoltre sviluppate e introdotte l'interferenza dell'RNA, l'etichettatura e il rilevamento delle biomolecole e l'amplificazione degli acidi nucleici.
I mercati biotecnologici: medico e agricolo
L'industria biotech è in gran parte suddivisa in mercati medico e agricolo. Sebbene la biotecnologia intraprendente sia applicata anche ad altri settori, come la produzione industriale di prodotti chimici e il biorisanamento, l'uso in questi settori è ancora specializzato e limitato.
D'altra parte, le industrie mediche e agricole hanno subito rivoluzioni biotech. Ciò ha incluso nuovi, e talvolta controversi, sforzi di ricerca e programmi di sviluppo. Le aziende si sono sviluppate per capitalizzare il boom dello sviluppo delle biotecnologie. Queste aziende hanno coltivato strategie per scoprire, alterare o produrre nuove biomolecole e organismi attraverso la bioingegneria.
Biotech Startup Revolution
La biotecnologia ha introdotto un approccio completamente nuovo allo sviluppo dei farmaci che non si integrava facilmente nell'approccio focalizzato sulla chimica utilizzata dalla maggior parte delle aziende farmaceutiche affermate. Questo cambiamento ha provocato una serie di start-up, a partire dalla fondazione di Cetus (ora parte di Novartis Diagnostics) e Genentech a metà degli anni '70.
Poiché nella Silicon Valley esisteva una consolidata comunità di capitali di rischio per l'industria high-tech, molte delle prime società di biotecnologia si raggrupparono anche nella Bay Area di San Francisco. Negli anni sono state fondate innumerevoli startup per perseguire questo mercato.
Centri di innovazione sviluppati negli Stati Uniti in città come Seattle, San Diego, Research Triangle Park della Carolina del Nord, Boston e Philadelphia. Gli hub biotecnologici internazionali includono città come Berlino, Heidelberg e Monaco di Baviera in Germania; Oxford e Cambridge nel Regno Unito.; e la valle del Medicon nella Danimarca orientale e nella Svezia meridionale.
Progettare nuovi farmaci più velocemente
La biotecnologia medica, con entrate che superano i 150 miliardi di dollari all'anno, riceve la maggior parte degli investimenti biotecnologici e dei dollari di ricerca. Questa parte della biotecnologia gravita attorno alla pipeline della scoperta di farmaci, che inizia con la ricerca di base identificare geni o proteine associati a particolari malattie che potrebbero essere utilizzati come bersagli farmacologici e diagnostici marcatori.
Una volta individuato un nuovo gene o proteina target, migliaia di sostanze chimiche vengono sottoposte a screening per trovare potenziali farmaci che influenzano il target. Le sostanze chimiche che sembrano funzionare come farmaci (a volte note come "hit") devono quindi essere ottimizzate, verificate per gli effetti collaterali tossici e testate in studi clinici.
Società di biotecnologie mediche
La biotecnologia è stata determinante nelle fasi iniziali di scoperta e screening dei farmaci. La maggior parte delle principali aziende farmaceutiche ha programmi di ricerca per la scoperta di obiettivi attivi che dipendono fortemente dalla biotecnologia. Aziende emergenti più piccole come Exelixis, BioMarin Pharmaceuticals e Cephalon (acquisita da Teva Pharmaceutical) incentrato sulla scoperta e lo sviluppo di farmaci utilizzando spesso proprietà esclusive tecniche.
Oltre allo sviluppo diretto di farmaci, aziende come Abbott Diagnostics e Becton, Dickinson and Company (BD) cercano modi per utilizzare nuovi geni correlati alla malattia per creare nuove diagnosi cliniche.
Molti di questi test identificano i pazienti più reattivi ai nuovi farmaci in arrivo sul mercato. Inoltre, sostenere la ricerca di nuovi farmaci è un lungo elenco di società di ricerca e fornitura di laboratori che forniscono kit, reagenti e attrezzature di base.
Ad esempio, aziende come Thermo-Fisher, Promega e una miriade di altre forniscono strumenti e attrezzature di laboratorio per la ricerca in bioscienza. Aziende come Molecular Devices e DiscoveRx forniscono cellule e sistemi di rilevamento appositamente progettati per lo screening di potenziali nuovi farmaci.
Biotecnologie agricole: cibo migliore
La stessa biotecnologia utilizzata per lo sviluppo di farmaci può anche migliorare i prodotti agricoli e alimentari. Tuttavia, a differenza dei prodotti farmaceutici, l'ingegneria genetica non ha generato un'ondata di nuove startup ag-biotech. La differenza può essere che, nonostante il balzo in avanti tecnologico, la biotecnologia non ha cambiato radicalmente la natura dell'industria agricola.
La manipolazione delle colture e del bestiame per ottimizzare la genetica per aumentare l'utilità e migliorare i raccolti è in atto da migliaia di anni. In un certo senso, la bioingegneria fornisce un nuovo metodo conveniente. Società agricole affermate, come Dow e Monsanto (che è stata acquisita da Bayer), hanno semplicemente integrato la biotecnologia nei loro programmi di ricerca e sviluppo.
OGM vegetali e animali
La maggior parte del focus sull'ag-biotech è su miglioramento del raccolto, che, come azienda, ha avuto un discreto successo. Da quando il primo mais geneticamente modificato è stato introdotto nel 1994, le colture di base transgeniche come grano, soia e pomodori sono diventate la norma.
Ora, oltre il 90% del mais, della soia e del cotone coltivati negli Stati Uniti sono bioingegnerizzati. Sebbene in ritardo rispetto alle piante bioingegnerizzate, anche l'uso della biotecnologia per il miglioramento degli animali da allevamento è piuttosto diffuso.
Dolly, la prima pecora clonata, è stata creata nel 1996. Da allora, la clonazione degli animali è diventata più comune ed è chiaro che gli animali da fattoria transgenici sono nell'immediato orizzonte: nel 2019, AquaBounty (coltivatori di salmone geneticamente modificato) ha ricevuto l'approvazione dalla FDA per costruire la propria struttura in Indiana e importa il loro file uova di salmone ingegnerizzate, da allevare per il cibo negli Stati Uniti
Sebbene organismi geneticamente modificati (OGM) hanno generato molte polemiche negli ultimi anni, l'ag-biotech è diventata piuttosto consolidata. Secondo gli ultimi briefing disponibili dell'International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applicazioni, piantagioni di colture geneticamente modificate hanno raggiunto 189,8 milioni di ettari nel 2017, da 185,1 milioni ettari nel 2016.