La prossima sfida tecnologica potrebbe riguardare la progettazione di materiali capaci di interagire con la vita stessa: una nuova generazione di materiali bioibridi a cui sta lavorando il progetto Prism-Lt. Ma costruire nuovi prodotti non basta: l’Ue deve creare un ecosistema in grado di trasformare la ricerca in capacità industriale
Per oltre un secolo abbiamo misurato il progresso tecnologico attraverso la capacità di produrre materiali sempre più resistenti, leggeri e performanti. Dall’acciaio ai semiconduttori, fino ai compositi avanzati, ogni grande trasformazione industriale è passata anche dalla scoperta di nuovi materiali. Ora l’Europa sta investendo in una frontiera diversa, quella dei materiali che non si limitano a svolgere una funzione prestabilita, ma sono capaci di percepire segnali biologici, reagire agli stimoli e contribuire alla formazione di tessuti viventi.
Una sfida che riguarda il futuro della medicina, ma anche la competitività industriale e l’autonomia tecnologica europea. A esplorarne le possibilità è Prism-Lt, un progetto internazionale che combina stampa tridimensionale, cellule staminali e microrganismi ingegnerizzati per riprodurre in laboratorio alcune delle complesse interazioni che avvengono nel corpo umano.
La differenza rispetto ai materiali tradizionali è sostanziale. Un materiale convenzionale viene progettato per possedere determinate proprietà fisiche o chimiche. I cosiddetti Engineered living materials, materiali viventi ingegnerizzati, integrano invece componenti biologiche che partecipano attivamente al funzionamento del sistema. Il materiale non è più soltanto una struttura che sostiene o protegge, ma può contribuire a regolare ciò che accade al suo interno.
Laura Martinelli di INsociety, organizzazione italiana che coordina Prism-Lt, invita a considerare questa innovazione nel contesto più ampio delle biotecnologie. L’impiego di organismi viventi nei processi produttivi non rappresenta infatti una novità: dalla fermentazione alla produzione di insulina attraverso microrganismi modificati, l’industria sfrutta da tempo le capacità dei sistemi biologici.
Il cambiamento è nel ruolo assegnato a questi organismi. Non vengono utilizzati soltanto per fabbricare un prodotto, ma diventano parte integrante del materiale stesso, contribuendo al suo funzionamento. È un passaggio concettuale importante che apre prospettive ancora largamente inesplorate.
Materiali che dialogano
Il principio alla base di Prism-Lt è riprodurre alcuni meccanismi attraverso cui si formano i tessuti umani. Nell’organismo le cellule non crescono indipendentemente le une dalle altre: comunicano, riconoscono segnali chimici e rispondono alle caratteristiche dell’ambiente circostante. Sono queste interazioni a orientarne lo sviluppo e la specializzazione.
Il progetto cerca di ricreare tale processo attraverso una particolare forma di biostampa 3D. Al posto degli inchiostri convenzionali viene utilizzato un bioinchiostro composto da una matrice di supporto, cellule staminali e microrganismi opportunamente ingegnerizzati, come batteri o lieviti. La stampante dispone questi elementi in una struttura tridimensionale, creando zone con caratteristiche fisiche differenti.
È a questo punto che entra in gioco la componente più innovativa. Quando le cellule staminali iniziano a specializzarsi, producono segnali chimici che i microrganismi sono progettati per riconoscere. Questi ultimi possono rispondere rilasciando molecole capaci di favorire e sostenere il processo di differenziazione cellulare. Si crea così un sistema di comunicazione biologica nel quale il materiale contribuisce attivamente allo sviluppo del tessuto.
Come emerge dalle parole di Martinelli, la sfida non consiste semplicemente nello stampare una struttura che assomigli a un tessuto umano. L’obiettivo è creare le condizioni perché le cellule possano organizzarsi, comunicare e svolgere almeno parte delle loro funzioni biologiche. Il salto tecnologico sta proprio nel passaggio dal controllo della forma al controllo delle interazioni che determinano il comportamento delle cellule.
Le applicazioni più concrete riguardano innanzitutto la ricerca medica. Prism-Lt lavora alla realizzazione di un modello tridimensionale dell’interfaccia tra tessuto osseo e adiposo, per studiare alcune delle interazioni che caratterizzano il midollo osseo, un ambiente biologico fondamentale per la produzione delle cellule del sangue e per il funzionamento del sistema immunitario.
L’obiettivo, almeno in questa fase, non è fabbricare tessuti da trapiantare nei pazienti, ma ottenere modelli sperimentali più rappresentativi della biologia umana. Strumenti di questo tipo potrebbero aiutare a comprendere i meccanismi delle malattie, studiare la risposta a potenziali trattamenti e, dopo un’adeguata validazione, contribuire a ridurre il ricorso alla sperimentazione animale.
Una rete europea
Dietro questa ricerca c’è una scelta precisa dell’Unione europea: investire in tecnologie che potrebbero diventare strategiche prima ancora che esista un mercato consolidato.
Prism-Lt, avviato nel novembre 2022 e destinato a concludersi nell’ottobre 2027, può contare su circa 2,8 milioni di euro di finanziamento europeo, a cui si aggiunge la quota dell’Università di Glasgow, finanziata separatamente dal Regno Unito in qualità di partner associato. Le risorse europee provengono dall’European innovation council (Eic), attraverso il programma Pathfinder, dedicato a ricerche scientifiche pionieristiche e tecnologie potenzialmente rivoluzionarie, ancora lontane da un’applicazione commerciale.
La composizione del consorzio riflette la complessità della sfida. Il coordinamento generale è affidato all’italiana INsociety, con sede a Udine, impegnata nella gestione dell’innovazione e nella valorizzazione dei risultati della ricerca. L’Università di Glasgow guida le attività scientifiche, mettendo a disposizione competenze nell’ingegneria delle cellule staminali, nella microbiologia e nello sviluppo di materiali biocompatibili.
La Chalmers University of technology, in Svezia, contribuisce con la propria esperienza nella biologia sintetica e nell’ingegnerizzazione dei lieviti, mentre l’Università di Aveiro, in Portogallo, apporta competenze nella scienza dei biomateriali. Cellink, azienda svedese specializzata nelle tecnologie di biostampa 3D e nei bioinchiostri, collega la ricerca alle esigenze della fabbricazione. La Radboud University, nei Paesi Bassi, affronta invece gli aspetti etici, giuridici e sociali dell’innovazione.
Il ruolo di coordinamento svolto da INsociety assume particolare significato in un progetto di questa natura. La capacità di integrare competenze scientifiche, sviluppo tecnologico e prospettive applicative è infatti essenziale quando la ricerca coinvolge discipline che tradizionalmente hanno seguito percorsi separati. È anche uno degli elementi sui quali si concentra il lavoro di Martinelli: accompagnare lo sviluppo di una tecnologia emergente tenendo insieme l’avanzamento scientifico, le condizioni necessarie per il suo utilizzo e le possibili ricadute sulla società.
Prism-Lt fa inoltre parte di un portafoglio di dieci progetti finanziati dall’European innovation council nel settore degli Engineered living materials. L’intento è favorire la nascita di un ecosistema tecnologico europeo nel quale gruppi di ricerca differenti possano condividere conoscenze e affrontare problemi comuni, dalla sicurezza biologica alla regolamentazione.
Questa strategia si inserisce in un contesto internazionale nel quale la capacità di trasformare la ricerca in innovazione industriale è diventata decisiva. Nel 2024, secondo Eurostat, l’Unione europea ha investito complessivamente 403,1 miliardi di euro in ricerca e sviluppo, pari al 2,2 per cento del prodotto interno lordo, ancora al di sotto dell’obiettivo europeo del 3 per cento. Ma il problema non riguarda soltanto la quantità di risorse disponibili.
I dati sul capitale di rischio confermano questa distanza. Secondo un rapporto pubblicato nel 2026 dall’Ufficio dell’Unione europea per la proprietà intellettuale, tra il 2021 e il 2024 le imprese statunitensi hanno raccolto oltre 621 miliardi di euro in venture capital, contro 122,1 miliardi nell’Unione europea.
Per tecnologie complesse come i materiali viventi, che possono richiedere anni di sperimentazione prima di raggiungere una possibile applicazione commerciale, la disponibilità di finanziamenti continuativi può determinare dove verranno sviluppati e industrializzati i risultati della ricerca. È in questo scenario che strumenti come l’Eic Pathfinder acquistano il significato strategico di permettere di esplorare oggi tecnologie che potrebbero generare nuove filiere produttive domani.
Dal laboratorio all’industria
Le prospettive sono promettenti, ma tra la dimostrazione scientifica e l’applicazione industriale rimangono ostacoli considerevoli. Integrare componenti viventi in un materiale significa doverne garantire stabilità, sicurezza e riproducibilità. Un sistema che funziona in laboratorio deve poter essere realizzato nuovamente con caratteristiche comparabili, mantenendo il controllo sugli organismi utilizzati e sulle loro interazioni.
A queste difficoltà si aggiungono le questioni normative. Gli Engineered living materials si collocano all’intersezione tra scienza dei materiali, biotecnologie e, in alcuni casi, utilizzo di microrganismi geneticamente modificati. Individuare percorsi regolatori adeguati può essere complesso, soprattutto quando le applicazioni riguardano la medicina.
È su questo terreno che Martinelli richiama l’importanza di un approccio capace di coinvolgere, fin dalle prime fasi, ricercatori, imprese, clinici e autorità regolatorie. Dimostrare il funzionamento di una tecnologia non significa averne già dimostrato la sicurezza o la possibilità di impiego su larga scala. Occorrono verifiche rigorose, processi produttivi affidabili, investimenti continuativi e, quando pertinenti, sperimentazioni precliniche e cliniche.
C’è poi una dimensione etica che va oltre il semplice utilizzo di organismi geneticamente modificati, già impiegati in numerosi processi biotecnologici attraverso procedure di contenimento e controllo. Le questioni riguardano le finalità della ricerca, la distribuzione dei benefici, l’accessibilità delle future tecnologie e la loro effettiva utilità per la società.
In altre parole, non basta chiedersi se un materiale vivente possa essere realizzato, occorre anche comprendere a quali bisogni risponda e in quali condizioni possa essere utilizzato responsabilmente. La presenza nel consorzio di competenze dedicate agli aspetti etici, giuridici e sociali risponde proprio a questa esigenza. È un approccio che riconosce come l’innovazione non possa essere valutata soltanto attraverso le prestazioni tecniche, ma debba tenere conto delle condizioni che ne renderanno possibile l’adozione.
E la sfida europea si gioca proprio su questo confine. Non soltanto riuscire a progettare materiali capaci di interagire con la vita, ma fare in modo che le tecnologie, le competenze e le imprese necessarie a utilizzarli possano crescere anche in Ue. Perché il vero successo non sarà aver stampato in laboratorio un tessuto vivente, ma aver trasformato quella possibilità scientifica in un progresso concreto per la comunità europea.
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