L

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Luso della biodiversità vegetale per la
produzione di nuovi farmaci
Andrea Porceddu
DISAGEVA DIpartimento di Scienze Agronomiche e
GEnetica Vegetale Agraria -Università degli Studi
di Sassari-
2
Biodiversità
Utilizzo
Conservazione
Valorizzazione
SCIENZA
POLITICA
3
6

• World Health Organization 80 della popolazione
  mondiale usa medicine naturali
• Il 41 dei nuovi farmaci approvati tra il 1983
  and 1994 è di origine naturale .

26
59
9

• Prodotti Naturali
• Prodotti Naturali Modificati
• Prodotti sintetici basati su modelli naturali
• Prodotti Sintetici

4
Prodotti Anti-cancro
Taxolo estratto da Taxus brevifolia
-Cancro delle ovaie e del seno -Giro di affari di
un miliardo di dollari/anno
5

• I prodotti naturali formano la base per molti
• R. Breinbauer et al, Angew. Chem. Int. Ed. 2002,
  41, 2878
• Esempio le alicondrine

6

• E stato calcolato che siano necessari circa 250
  kg di taxolo puro per soddisfare le necessità
  annue degli Stati Uniti

360.000 alberi per anno
Conservazione
Costi
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-Lidentificazione di una metabolita con
potenzialità farmaceutiche richiede moltissime
analisi e molti anni. - Lestrazione del
metabolita è spesso molto costosa e
tecnologicamente molto complessa -Alcune riserve
naturali di biodiversità sono soggette ad un
forte rischio di erosione.
8
Le norme che regolano luso delle risorse
genetiche non sono state ben definite e questo
espone alcuni territori ad un uso non sostenibile
delle risorse biologiche.
9
Problematiche connesse
Tecnologie
Biodiversità
Ricchezza
Paradosso
Controversie e conflitti
Detentori delle risorse
Paesi sviluppati
Povertà economica e/o tecnologica
Bio-pirateria
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Valorizzazione
Recuperare alcune di queste specie ad utilizzi
agrari e, quindi, sostenibili
Miglioramento Genetico
Tecnica colturale
Gestione delle riserve naturali
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• Domesticazione di specie di interesse
  farmaceutico
• Aspetti agronomici

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Tecnica Colturale
Raccolta e conservazione
Aspetti Agronomici
Tempo balsamico
Fisiologia della pianta e della copertura
vegetale
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Santoreggia - olio
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Limpegno del DISAGEVA Dipartimento di Scienze
Agronomiche e Genetica Vegetale Agraria
La Sardegna è ricchissima di specie botaniche il
suo patrimonio floristico conta, infatti, circa
2.300 specie diverse che rappresentano il 34
della flora italiana. Di queste, oltre 200, sono
endemiche. Tra le specie endemiche ritroviamo
la Salvia desoleana
(referente dott.ssa Grazia Maria Scarpa.
grazia_at_uniss.it)
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Valutazione della percentuale di apoptosi indotta
Lanalisi è stata effettuata su un gruppo da 5
donatori di sangue volontari. Da ogni volontario
sono stati prelevati 3 ml di sangue periferico,
trattati con EDTA per rendere il sangue non
coagulabile.
Le analisi sono state effettuate presso il
servizio immunotrasfusionale dellAzienda
Ospedaliera OO. RR. San Giovanni di Dio e Ruggi
DAragona a Salerno.
16
Dopo 20 giorni, alla formazione della terza
foglia vera, le piante sono state trasferite in
serra. A 45 giorni dalla semina le piantine sono
state trapiantate in vasetti di torba, dal
diametro di 9 cm, contenenti la stessa miscela di
terriccio e sabbia utilizzata per la semina.
Il sesto di impianto, di 1,4 piante per m2, è
stato ottenuto con una interfila di 1,2 metri per
una distanza sulla fila di 0,6 m.
17
Colture di Cellule
18
(No Transcript)
19
II. Il Miglioramento Genetico. La genomica
ed il miglioramento genetico
20
II. La genomica ed il miglioramento genetico
21
Exotic libraries
Dani Zamir
22
Heat map of metabolites
ILs
Metabolites
23
(No Transcript)
24
(No Transcript)
25
Ri-sequenziamento del Cannonau
15 miliardi di reads
Allineamento su genoma di riferimento e De novo
assembling
(referente dott. Camiolo Salvatore.
scamiolo_at_uniss.it)
26
(No Transcript)
27
VARIAZIONE NUCLEOTIDICA
Variazione nella sequenza del DNA dovuta alla
presenza in una certa posizione di due diversi
nucleotidi in due diversi genomi SNP
CHR-A cAAaTTATTA ATAATTTGGT TCCAtAATTG
CGTTGCACTT CGTTATAGCG CHR-B aAAtTTATTA
ATAATTTGGT TCCAtAATTG CGTTGCACTT CGTTATAGCG CHR-C
aAAtTTATTA ATAATTTGGT TCCAgAATTG CGTTGCACTT
CGTTATAGCG
28
III Le biotecnologie Il Molecular Pharming
29
PHARMING
30
(No Transcript)
31
(No Transcript)
32
aadA Aminoglycoside-3-adenylyltransferase Spect
inomycin ATP ? Adenylylspectinomycin P-P
33
(No Transcript)
34
C-aadA
wt
2
3
1
Proteina Ricombinante
RubisCO L
RubisCO S
Transplastomic (3.5 months)
Wild type (2 months)
Protein accumulation level 70-80 of total
soluble protein
35
(No Transcript)
36
MANUFACTURING RUN
Griffithsin Greenhouse
Seeded 1-Aug-05 Inoculated 25-Aug-05 (24
dps) Harvest 6-Sept-05 (12 dpi)
37
PNAS, 2006. Vol.103 page 861-866
Production system advantages 1. very fast from
gene introduction to gram quantities of purified
product 2. scalable production in response to
demand.
Yersinia pestis antigens F1, V and an F1-V fusion
protein were used at US AMRIID to show protection
from challenge.
38
(No Transcript)
39
Produzione di anticorpi
PNAS, 2006. Vol 103, 14701-14706
40
New Castle Virus Vaccine The first
Plant-derived, Licensed Animal Vaccine
Oral delivery Licensed for use for chickens
Tobacco cells are dried antigen is not
purified Top Dressing (simple addition to
feed for baby chicks) License issued to
DOW Chemical in 2006 Strategy for combining
multiple antigens Inexpensive production and
delivery
41
CLINICAL TRIALS OF PLANT-MADE PRODUCTS
Not-complete
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ARIZONA MOLECULAR FARM
EuroFresh Farms, Willcox, AZ
Wilcox, Arizona. 40 acres ( 15.4 hectares)