Organizzazione e mantenimento di una Biobanca di campioni biologici di razze autoctone e a limitata diffusione per la conservazione ex situ delle biodiversità zootecniche
Nel corso delle attività previste dal Progetto Leo, si è ravvisata l’opportunità di estendere gli obiettivi previsti per il 2022/2023 strutturando un sito ad-hoc per il mantenimento e la gestione dei materiali biologici dei tipi genetici autoctoni (TGA) e dei tipi genetici autoctoni antichi (TGAA), collezionati negli anni e al momento conservati presso laboratori e sedi diverse. Proprio per le competenze specifiche in materia di tutela della biodiversità il ConSDABI –partner Leo- è stato individuato quale struttura ideale per sviluppare il nuovo obiettivo di progetto di strutturare la prima e più completa Biobanca zootecnica italiana.
Il ConSDABI è sede di un Centro di Ricerca sulle risorse genetiche animali di interesse zootecnico in ambito mediterraneo. Esso ha svolto e continua a svolgere un’intensa attività scientifica e divulgativa finalizzata a fornire elementi per la valorizzazione e tutela della biodiversità animale autoctona nell’ambito dell’azione 1 del Progetto LEO, contribuendo alla definizione di caratteristiche e parametri descrittivi dei TGA/TGAA italiani utili al miglioramento della qualità dei prodotti locali anche in relazione al benessere animale, alla definizione di protocolli di “certificazione” e di “rintracciabilità” dei prodotti stessi al fine di contribuire alla loro valorizzazione e, per estensione, alla salvaguardia delle biodiversità zootecniche nazionali a cui sono tali prodotti legati.
Il ConSDABI, inoltre è già sede di una ‘criobanca’ di seme che contiene oltre 40.000 paillette appartenenti a TGA/TGAA bovini e al suino Casertana, embrioni, tessuto e DNA (circa 1.350 aliquote) appartenenti a 12 tipi genetici autoctoni e a limitata diffusione.
Il nuovo obiettivo di progetto rientra a pieno nelle finalità del PSRN, tra le quali la conservazione delle risorse genetiche è una delle principali.
La Biobanca rappresenta, infatti, una risorsa di inestimabile valore, un archivio biologico storico della biodiversità delle popolazioni allevate in Italia che è la base per nuove prospettive di indagine, possibili anche grazie ai continui progressi tecnologici nelle metodiche e nelle strumentazioni di analisi.
Un programma di conservazione ex situ, quale è la biobanca, ben pianificato può giocare anche un ruolo chiave nel mantenere la variabilità genetica all’interno di una data popolazione ed essenzialmente prevenire la sua completa estinzione. Una banca genetica è una forma di assicurazione contro la perdita di variabilità genetica o l’estinzione delle razze locali (FAO, 2007).
L’Italia costituisce uno dei principali bacini di risorse genetiche animali sia per il numero di TGA/TGAA allevati sia per la diversità genetica che li caratterizza, non solo nell’area mediterranea, ma anche a livello di pianeta Terra. Alcuni di questi TGA/TGAA già nel passato hanno contribuito alla costituzione del pool genetico di talune razze “moderne” oggi fondamentali per l’approvvigionamento di carni sul pianeta Terra, come nel caso della specie suina per il TGA Casertana nei riguardi della razza cosmopolita Large White.
Analizzando il rapporto FAO (2007) redatto per il nostro paese dall’allora (dal 1995 al 2016) National Focal Point presso il ConSDABI , è stato evidenziato per i bovini, ovini e suini un elevato numero di TGA/TGAA estinti o in situazione demografica critica. In particolare, per i bovini, su un totale di 61 razze censite ben 19 sono classificate come estinte.
Secondo la FAO (2012) la conservazione ex situ e la crioconservazione del materiale genetico determinano la possibilità di mantenere e migliorare la diversità genetica all’interno di una popolazione e di tutelare, per estensione, la biodiversità dove è allevata.
I vantaggi ulteriori della biobanca possono essere schematizzati in:
• stoccaggio di materiale utilizzabile per programmi di riduzione dell’inincrocio (consanguineità) all’interno di una popolazione;
• possibilità di ritorno ”in purezza” di razze ibridate;
• conservazione e tutela di tipi genetici autoctoni;
• supporto alla conservazione in vivo;
• “backup” nel caso di problemi genetici o sanitari in una popolazione;
• supporto alle attività degli Enti Selezionatori e quindi di miglioramento genetico;
• screening e valutazioni diagnostiche veterinarie.
Nel corso degli anni, numerose iniziative di conservazione si sono susseguite, molte delle quali anche con l’obbiettivo di effettuare campionamenti e raccolte di materiale biologico. Questi materiali sono oggi conservati presso strutture spesso non idonee, non sono organizzati in un database nazionale né legati ad altre informazioni utili sulla razza o sull’animale, come a esempio, la consistenza demografica o la capacità produttiva.
L’elevato numero di TGA allevati in Italia (oltre 230 per le principali specie di mammiferi) richiede oggi un razionale assetto organizzativo della loro gestione che, pur nel rispetto della realtà territoriali nelle quali le razze hanno acquistato le peculiarità geno-morfo-funzionali che le
caratterizzano, consenta di impiegare le moderne metodiche di indagine genetica e di analisi dei sistemi produttivi.
Il ConSDABI offre spazi specificamente attrezzati per la conservazione di campioni biologici sia a temperatura ambiente sia refrigerati, competenze tecnico-scientifiche e dotazioni strumentali e informatiche perfettamente adeguati allo scopo di costituire/implementare e gestire una biobanca di livello nazionale.
A prova di ciò, come specificato in precedenza, si riporta il fatto che è già presente e attivo da anni, presso il Centro di Ricerca, un repository di materiale dei TGA del nostro Paese.
La biobanca è perfettamente attrezzata per conservare in maniera appropriata materiale biologico di diversa natura. Difatti, i mezzi potenziali per conservare la diversità genetica includono la conservazione di campioni a temperatura ambiente e soprattutto in crioconservazione.
In particolare, quest’ultima forma di conservazione permette lo stoccaggio di materiale biologico senza deterioramento per tempi tecnicamente indefiniti (Mazur, 1985).
Il materiale genetico ospitato presso la biobanca LEO affidata alla ConSDABI, sarà composto da oltre un milione di campioni biologici di diversa origine e matrice messi a disposizione del progetto in comodato gratuito e per le sole finalità di ricerca e tutela della biodiversità da parte di AIA, che ne detiene la proprietà.
In particolare, presso la Biobanca sono conservati:
A temperatura ambiente:
• Bulbi piliferi (Tricoteca)
• Tessuti raccolti con marche auricolari bioptiche
• Materiale ematico raccolto con Vektard
• Tamponi nasali e salivari
• Campioni ematici liofilizzati
Campioni crioconservati (-20°C):
• Sangue intero
• Materiale seminale
• Tessuti di varia origine (muscolo, cartilagine, ecc.)
• DNA totale
• Ovociti
• Cellule somatiche
Seguendo le linee guida internazionali (FAO, 2012) per la corretta gestione operativa dei repository di materiale biologico, il piano operativo per la costituzione della Biobanca prevede anche un campionamento randomizzato statistico per la valutazione della qualità dei campioni e per la verifica del loro stato di conservazione.
Infatti, la qualità del materiale biologico in funzione delle modalità di raccolta e di conservazione e della sua utilizzazione successiva è fondamentale per poterne garantire la funzionalità. La procedura di controllo di qualità deve essere in grado, quindi, di fornire una serie di informazioni relative alla qualità e quantità di materiale genomico estraibile dai campioni e alla sua integrità specificatamente in funzione delle possibili tecniche di analisi applicabili a valle. Tale procedura deve essere applicata a un adeguato numero di campioni scelti in modalità randomizzata o stratificata in funzione del tempo di raccolta (a esempio prioritariamente campioni molto vecchi), della delicatezza del materiale (tessuti biologici), dell’importanza specifica del campione o del set di campioni (capostipiti di popolazioni o linee). Tale procedura di monitoraggio della qualità deve essere seguita sia al momento della raccolta o dell’arrivo di campioni provenienti da altre sedi della biobanca sia a periodicità costante durante la loro conservazione nella nuova struttura.
STUTTURA DELLA BIOBANCA
Strutturalmente la biobanca è costruita da due zone: area destinata alla crioconservazione e area di conservazione campioni a temperatura ambiente.
La zona con le aree refrigerate è stata attrezzata con 5 armadi congelatori delle capacità di 2500L ciascuno, dotato di allarmi e data logger per un accurato controllo delle temperature, registro eventi e monitoraggio, nonché mantenimento del freddo, connessione wi-fi per il controllo remoto.
Quest’area è stata dotata di allarme e di climatizzazione idonea alla preservazione dei campioni e/o al corretto funzionamento dei congelatori.
L’area a temperatura ambiente invece è stata attrezzata con scaffalatura metallica, costruita su misura in modo da ottimizzare e massimizzare la capacità di archiviazione.
Anche questa zona è stata dotata di allarme e di climatizzazione controllata con registro delle temperature e dell’umidità.
In entrambe le aree sono state installati impianti di rivelazione automatica di incendio, con spegnimento di tipo manuale, accompagnato da un progetto esecutivo redatto da parte di un tecnico abilitato.
Sempre per la sicurezza, inoltre, sono state predisposte due porte di uscita di sicurezza tagliafuoco R.E.I. e l’intero perimetro esterno e le due zone interne sono dotate di allarme con comunicazione a vigilanza privata
Per mettere in sicurezza la struttura dal punto di vista energetico è stato installato un generatore di corrente ausiliario. È infatti presente e attivo un generatore silenziato della potenza di 2.250 cc, capace di sopperire all’eventuale mancanza di corrente elettrica e di potenza adeguata a supportare il carico energetico richiesto dal mantenimento della catena del freddo e della adeguata climatizzazione dei locali.
La gestione dell’archivio è completamente informatizzata tramite un apposito software con il quale si può tracciare la “vita” del campione biologico dalla sua accettazione all’analisi, con informazioni dettagliate sulla sua localizzazione nella biobanca.
Vengono utilizzati contenitori appositamente prodotti per accogliere correttamente il campione biologico nella sua forma e dimensione.
La catalogazione segue standard specifici. I campioni sono organizzati in lotti per specie e anno di collezione. Ognuno dei campioni biologici è catalogato con un identificativo unico e registrato all’interno dei sistemi informatici della biobanca, dove sono archiviate le informazioni anagrafiche e le analisi condotte su ciascun campione. L’apposizione di etichette identificative del lotto è propedeutica alla corretta archiviazione e gestione logistica dei campioni.
La biobanca prevede di gestire un flusso di alimentazione quantificabile in circa 30-50 mila campioni all’anno e di ospitare, eventualmente, anche collezioni di campioni biologici provenienti da enti esterni.
L’utilizzo dei campioni per usi scientifici e di ricerca sarà regolato da apposite convenzioni.