Abbiamo un bioreattore in casa? Intervista a Stefano Bertacchi

In una sua recente campagna contro il “cibo sintetico”, Coldiretti ha scritto che questo sarebbe prodotto “in un bioreattore da cellule impazzite“, accompagnando tale affermazione con immagini che rimandano all’energia nucleare. C’è qualcosa di vero? Abbiamo chiesto al biotecnologo industriale Stefano Bertacchi di chiarirci le idee sull’argomento. Bertacchi è ricercatore presso l’Università di Milano Bicocca, divulgatore scientifico, scrittore e EU Bioeconomy Youth Ambassador; per approfondire i temi di questa intervista, vi consigliamo il suo libro  “50 grandi idee – Biotecnologie” (Dedalo, 2021).

Bertacchi, cos’è un bioreattore? 

“Un bioreattore è, banalmente, un contenitore in cui avvengono reazioni guidate da cellule o parti di esse, come enzimi proteici. Nel caso delle cellule, essenzialmente, è il luogo in cui diamo loro del cibo (spesso in forma di zuccheri) per farle crescere o produrre molecole che ci interessano. Come avviene, ad esempio, nel caso della trasformazione dell’uva in vino da parte dei lieviti. Di fatto, prendendo questa definizione, anche l’intestino è un bioreattore, in quanto parte del nostro cibo è cibo per i batteri intestinali, che producono molecole per noi utili, come alcune vitamine. Negli ultimi mesi abbiamo associato il termine bioreattore anche alla produzione di vaccini contro il Covid-19: in questo caso il bioreattore diventa il luogo in cui il vaccino fatto da un guscio lipidico e il contenuto di RNA vengono montati insieme”. 

Che aspetto hanno i bioreattori?

“Volumi e forme sono diverse a seconda delle esigenze: possiamo pensarlo come un cilindro di vetro o di metallo, con tubi di gomma che entrano ed escono. Nel caso specifico della carne sintetica (o coltivata) il bioreattore è il luogo in cui cellule staminali bovine vengono inizialmente indotte a diventare cellule muscolari proprio grazie al cibo che viene loro fornito: all’interno del bioreattore si duplicano ricreando, in un certo senso, ciò che accade nel muscolo dell’animale. Poiché in molti casi si tratta di tenere cellule all’interno di un liquido, il bioreattore contiene pale che servono ad agitare il composto, in modo da evitare che le cellule precipitino verso il basso. Vi sono, inoltre, diversi sensori in grado di misurare dati come la temperatura, il pH e l’ossigeno disciolto nel liquido, che siamo in grado di monitorare in tempo reale grazie ai computer”.

Ha senso, allora, dire che contenga “cellule impazzite”?

“No, non ha molto senso, perché anzi il bioreattore è il luogo ideale per tenerle sotto controllo, con una specie di Grande Fratello con i sensori al posto delle telecamere, a cui si aggiungono numerose analisi fatte sulle cellule prelevate come campione”.

Potremmo dire, quindi, che una yogurtiera è una sorta di bioreattore domestico?

“Essenzialmente sì, la produzione dello yogurt dal latte è di fatto un processo biotecnologico, in cui due specie di batteri fermentano lo zucchero del latte in acido lattico, che fa coagulare le proteine del latte ottenendo lo yogurt. Possiamo chiamare come vogliamo lo strumento in cui avviene questa trasformazione cellule-mediata, ma di fatto è pur sempre un bioreattore”. 

Immaginiamo allora che nell’industria alimentare si faccia grande uso di questa tecnologia.

“Sì, da sempre. Nell’industria alimentare tutti i prodotti fermentati hanno a che fare con un bioreattore. Anche la botte per fare il vino e la bottiglia in cui avviene la seconda fermentazione dello champagne lo sono, anche se in questi casi non abbiamo il livello di controllo di un macchinario in acciaio alto qualche piano e pieno di sensori, come quelli che si usano per produrre la birra a livello industriale. Le biotecnologie sono alla base del nostro settore alimentare sotto molti aspetti, a partire dalla selezione artificiale per andare dalle versioni selvatiche delle piante a quelle che oggi consumiamo, che di fatto è stata una modificazione genetica inconsapevole, fino all’uso, sempre inconsapevole, di microrganismi per la fermentazione di biomasse in altro, dagli alcolici al formaggio. Ci sono poi gli OGM, già diffusi in molte parti del mondo anche a livello alimentare: le piante OGM approvate dall’EFSA per la coltivazione in Europa non vengono piantate in Italia per nostra scelta, ma gli enti comunitari ne hanno comunque garantito la sicurezza”.

È diffusa l’idea che gli alimenti che consumiamo non dovrebbero essere sottoposti ad alcun processo chimico o biochimico. Invece noi usiamo da sempre queste trasformazioni. Ci può fare qualche esempio?

“La chemofobia è un problema che sappiamo essere diffuso, ingigantito in Italia dal marketing, dai media e dalla politica. È chiaro, tuttavia, che le trasformazioni alimentari sono sotto gli occhi di tutti: l’orzo non diventa birra per magia, né tantomeno il latte diventa gorgonzola per caso. Se pensiamo all’uso del lievito, la stessa specie può essere usata per ottenere diversi prodotti, a seconda della biomassa fornita: la canna da zucchero porta al rhum, le patate alla vodka, che sono prodotti molto diversi tra loro. Lo stesso vale al contrario: dalla stessa biomassa microrganismi diversi ci portano il formaggio con i buchi o il kefir. La farina diventa pane, la carne diventa salume, il cavolo diventa crauti: di mezzo ci sono sempre processi biologici, biochimici o chimici. Che ci spaventi o meno anche queste sono biotecnologie. Nel caso della carne sintetica, è proprio quest’ultimo termine che forse fa paura: carne coltivata potrebbe essere un’alternativa più accettabile, ma vedremo”.

A scanso di equivoci, c’è qualche collegamento tra bioreattori e radioattività?

“I bioreattori non hanno assolutamente nulla a che vedere con l’industria nucleare: in quel contesto si usano ovviamente dei reattori, in cui avvengono reazioni tra atomi come l’uranio. L’elemento comune è che in ambo i casi possiamo descriverli come un cilindro di metallo in cui accade qualcosa, ma non essendoci cellule nel reattore nucleare il prefisso ‘bio’ non sussiste. Seguendo questo ragionamento, anche il forno è un reattore in cui avviene l’espansione di gas prodotti dal lievito, che fa quindi gonfiare una golosa torta. L’unico contesto in cui un bioreattore può avere a che fare con il settore nucleare è il biorisanamento, ovvero l’uso di microrganismi per l’eliminazione di elementi radioattivi (per esempio scarti della centrale): in quel caso andrebbero all’interno di un reattore che diventa ‘bio’ perché ci sono le cellule”.