La genetica molecolare diventa arma contro frodi alimentari, traffici illeciti e specie invasive
Nei porti e negli aeroporti di tutto il mondo, mentre merci e passeggeri attraversano senza sosta i confini, è in corso una silenziosa rivoluzione scientifica. Una rivoluzione che non si vede, ma che lascia tracce invisibili in ogni campione analizzato: quelle del DNA.
Il DNA barcoding (la tecnica che permette di identificare con precisione una specie vivente leggendo un frammento del suo codice genetico) sta cambiando il modo in cui combattiamo frodi alimentari, traffici illeciti e diffusione di specie invasive. Dalla verifica del tonno venduto come “rosso” alle spezie adulterate, fino ai legni protetti e agli animali in via d’estinzione, la genetica molecolare è oggi uno degli strumenti più efficaci per difendere la sicurezza alimentare, la biodiversità e la legalità commerciale in un’economia globalizzata (oltre ad essere impiegato anche in altri ambiti come Arte e Archeologia).
Takeaway
Pesci muti, etichette false
“Negli Stati Uniti il controllo del pesce importato tramite DNA barcoding, in particolare per il salmone, è un’analisi obbligatoria”, spiega Jessica Frigerio, ricercatrice dell’Università degli Studi di Milano Bicocca che lavora proprio su queste applicazioni. “In Europa non esiste ancora un obbligo analogo, anche se è una tecnica che viene sempre più utilizzata dalle autorità di controllo”. Una differenza normativa che riflette approcci diversi alla sicurezza alimentare, ma che potrebbe presto cambiare. In particolare, si stanno facendo passi da gigante in questo campo. “L’intenzione è quella di lavorare con le dogane europee, che effettivamente utilizzano questa tecnica sul pesce, come fanno in America, focalizzandosi principalmente sul tonno”, racconta Frigerio. Proprio questo pesce rappresenta infatti uno dei prodotti ittici più a rischio di frode commerciale, con specie meno pregiate che vengono spesso vendute come tonno rosso o altre varietà di alto valore.
“Fanno ovviamente dei controlli a campione, non possono analizzare ogni singolo carico – precisa la ricercatrice – ma utilizzano la tecnica del DNA barcoding per fare il controllo della specie, l’autenticazione, quindi per verificare l’integrità della filiera commerciale”. Si tratta di un lavoro fondamentale non solo per proteggere i consumatori da truffe, ma anche per combattere la pesca illegale e tutelare specie minacciate di estinzione.
Il meccanismo è relativamente semplice nella sua concezione, anche se tecnicamente sofisticato: da ogni campione di pesce sequestrato o controllato viene prelevato un piccolo frammento di tessuto, da cui si estrae il DNA. La sequenza genetica ottenuta viene poi confrontata con vaste banche dati di riferimento che contengono le “firme genetiche” di centinaia di specie ittiche. In poche ore, l’identità del pesce è svelata con certezza scientifica.
“Il problema della frode ittica è molto serio – sottolinea Frigerio – Non si tratta solo di ingannare il consumatore sul prezzo, ma ci sono anche implicazioni per la salute pubblica e per la conservazione delle specie marine”. Alcune specie di pesce, infatti, possono contenere livelli più alti di mercurio o altri contaminanti, mentre altre sono protette da convenzioni internazionali e il loro commercio è vietato o strettamente regolamentato.
I maghi delle spezie
Mentre il controllo del pesce sta diventando sempre più standardizzato, si aprono nuovi orizzonti di applicazione della stessa tecnica. “Nel settore del food se ne possono sperimentare molti altri, per esempio sulle spezie – riferisce Frigerio – in questo caso vogliamo provare a utilizzare non solo il DNA barcoding classico, ma anche il DNA metabarcoding, che analizza tutte le specie presenti contemporaneamente in un campione”.
La differenza tra le due tecniche è sostanziale. Mentre il DNA barcoding tradizionale identifica una singola specie dominante in un campione, il metabarcoding può rivelare l’intero “cast” di organismi presenti, anche in tracce minime. “Per le spezie è fondamentale – spiega la ricercatrice – perché se tu hai una spezia pura, a meno che non sia proprio contaminata intenzionalmente da un’altra specie, il barcoding classico funziona bene. Ma spesso le spezie sono miscele, o sono contaminate, o adulterate con materiale vegetale di minor valore”.
Gli esempi di frode nel settore delle spezie sono numerosi e preoccupanti. “L’origano, ad esempio, è molto frodato in questo senso, molto contaminato – rivela Frigerio – vengono aggiunte altre erbe simili ma meno costose, o addirittura foglie senza valore commerciale trattate per assomigliare all’origano”. Anche il pepe, una delle spezie più commerciate al mondo, non è immune da queste pratiche. “Ci sono ovviamente dei limiti per cui è ammessa una certa percentuale di contaminazione naturale, legata al processo di raccolta e lavorazione – precisa la ricercatrice – Però quando si superano questi limiti, o quando la contaminazione è chiaramente intenzionale, diventa una truffa commerciale vera e propria, ed è una cosa su cui le autorità stanno iniziando a lavorare molto, proprio perché è economicamente importante”.
Il mercato globale delle spezie vale miliardi di euro, e la possibilità di adulterare prodotti costosi con surrogati a basso costo rappresenta una tentazione forte per operatori senza scrupoli. Il DNA metabarcoding può smascherare queste frodi con una precisione impossibile da ottenere con metodi tradizionali basati sull’aspetto fisico o sul sapore.
Creare le basi: il progetto delle banche dati
Ma per utilizzare efficacemente il DNA barcoding, serve un’infrastruttura solida di conoscenze genetiche di riferimento. “Stiamo lavorando a un progetto pilota per andare a creare una banca dati proprio per le spezie – annuncia Frigerio – Perché questa è una cosa molto importante e ancora relativamente carente. Anche le dogane hanno bisogno di banche dati di riferimento che siano sicure, validate, con delle specie che vengano identificate e certificate prima da dei tassonomisti esperti, poi noi possiamo farci l’analisi del DNA”.
L’idea è ambiziosa ma necessaria: “Vogliamo collaborare proprio con le dogane europee per sviluppare questo strumento”, continua la ricercatrice. Si tratterebbe di una banca dati specificamente progettata per le esigenze del controllo doganale, con sequenze genetiche certificate di tutte le principali spezie commerciali e dei loro più comuni adulteranti.
“È un lavoro molto complicato, perché appunto richiede degli step specifici e rigorosi”, ammette Frigerio. “Devi avere materiale vegetale che sia stato validato da un tassonomo qualificato, oppure che provenga da un erbario certificato. Comunque, deve essere materiale di cui sei assolutamente sicuro dell’identità. Poi bisogna fare l’analisi del DNA con protocolli standardizzati, verificare la qualità delle sequenze, caricarle nel database con tutti i metadati necessari”. Un processo lungo e meticoloso, ma indispensabile per garantire l’affidabilità dei controlli futuri.
Alcune dogane europee, tuttavia, hanno fatto un investimento significativo in questa direzione, acquistando strumenti bio molecolari avanzati abbastanza costosi, per fare delle analisi in tempo reale, autonomamente. Si tratta di pochi esempi virtuosi che mostrano come le autorità pubbliche stiano puntando sulla tecnologia avanzata per modernizzare i controlli.
Aeroporti: la frontiera mobile
Se i porti rappresentano il principale punto d’ingresso per le merci commerciali, gli aeroporti sono la frontiera dove si incontrano traffici di ogni tipo: dai prodotti alimentari portati dai viaggiatori alle specie protette oggetto di contrabbando. “Per gli aeroporti stiamo pensando a dispositivi più rapidi, quello che chiamiamo ‘ready-to-use’ – spiega Frigerio – Secondo me sono più pensabili in contesti come grandi hub internazionali, dove serve una risposta veloce”.
L’idea è sviluppare kit diagnostici che possano essere utilizzati direttamente sul campo, senza bisogno di inviare i campioni a laboratori specializzati. “Sono strumenti che ti danno un’indicazione preliminare, un’idea di cosa stai analizzando – precisa la ricercatrice – Nel senso che, essendo analisi ‘target’, cioè disegnate su una specie particolare – che può essere una specie invasiva, un contaminante, una specie protetta – non sostituiscono completamente l’analisi di laboratorio, ma danno un risultato rapido che permette di decidere se approfondire o meno”.
Il concetto è simile a quello dei test rapidi per il COVID-19 che sono diventati familiari durante la pandemia: un risultato in tempi brevi che permette di prendere decisioni immediate, con la possibilità di conferma successiva tramite analisi più approfondite. “Comunque c’è sempre bisogno di una conferma da un laboratorio ufficiale per azioni legali o sequestri – sottolinea Frigerio – Ma avere una risposta in due ore invece che in due giorni può fare una grande differenza operativa”.
Dal laboratorio al campo: la sfida della commercializzazione
Questi kit rapidi esistono già a livello di ricerca. “Noi li facciamo, li sviluppiamo nei nostri laboratori – conferma Frigerio – Ma bisogna trovare un partner commerciale effettivamente interessato per fare una scalabilità industriale seria, per metterli in commercio su larga scala”. Il passaggio dalla ricerca alla produzione industriale è sempre un momento critico, che richiede investimenti significativi e partnership tra mondo accademico e industria.
“Sarebbe lo step successivo se ci fosse un compratore interessato, un’azienda o un ente pubblico disposto a investire nello sviluppo commerciale”, continua la ricercatrice. Il modello ideale sarebbe quello di identificare un’applicazione specifica con un mercato definito, e sviluppare il kit in collaborazione con gli utilizzatori finali.
Le possibilità di applicazione dei kit rapidi vanno ben oltre il controllo alimentare. “Le specie invasive sono un problema enorme, sia per gli ecosistemi naturali che per il contesto urbano”, osserva Frigerio. “Potremmo disegnare questi kit magari su qualcosa che interessa specificamente alle autorità fitosanitarie o ambientali. L’importante è incontrare un bisogno reale, concreto”.
Il metodo di lavoro proposto è pragmatico: “Puoi partire dalla lista ufficiale delle specie invasive dell’Unione Europea, concentrarti su una di queste, studiarla bene a livello genetico, sviluppare un kit specifico e poi, se funziona, scalare il metodo ad altre specie”, spiega la ricercatrice. “Ma ogni volta devi fare un lavoro di messa a punto specifico, non esiste un kit universale che funziona per tutto”.
Le zanzare tigre, le nutrie, la vespa asiatica, il punteruolo rosso delle palme: sono solo alcuni esempi di specie invasive che causano danni enormi in Europa. “Avere kit rapidi per identificarle nelle prime fasi di un’infestazione potrebbe permettere interventi tempestivi di eradicazione, prima che il problema diventi ingestibile”, sottolinea Frigerio.
“E potrebbe avere senso, appunto, in un contesto aeroportuale”, continua la ricercatrice. “Immagina di intercettare un carico sospetto o un bagaglio che contiene materiale vegetale o animale non dichiarato. In due ore hai un risultato che ti dice se si tratta di una specie invasiva o protetta. Puoi prendere decisioni immediate invece di dover aspettare giorni per l’analisi di laboratorio”.
CITES e legni protetti: quando il DNA salva le specie
Un altro campo di applicazione cruciale riguarda le specie protette dalla Convenzione CITES (Convention on International Trade in Endangered Species). “Dopo l’alimentare, penso che le CITES, cioè il controllo delle specie protette, siano la cosa più importante da controllare”, afferma Frigerio con convinzione.
Il commercio illegale di specie minacciate è un business miliardario che alimenta il bracconaggio e minaccia la sopravvivenza di innumerevoli specie animali e vegetali. Tartarughe, pappagalli esotici, orchidee rare, caviale di storione, avorio: la lista è tragicamente lunga. “Il DNA barcoding può identificare con certezza se un prodotto deriva da una specie protetta, anche quando è stato lavorato o trasformato in modo da renderlo irriconoscibile”, spiega la ricercatrice.
Un caso particolare riguarda i legni pregiati. “Ci sono legni tropicali protetti che vengono commerciati illegalmente, spacciati per specie simili ma non protette – racconta Frigerio – Il legno lavorato può essere difficilissimo da identificare morfologicamente, ma il DNA non mente”. Mogano, palissandro, ebano: legni che valgono fortune e per i quali intere foreste vengono distrutte illegalmente. Il DNA barcoding offre alle autorità doganali uno strumento per distinguere il commercio legale da quello illegale.
La diffusione del DNA barcoding nei controlli doganali rappresenta molto più di un semplice avanzamento tecnologico. È un cambio di paradigma nel modo in cui affrontiamo la globalizzazione e i suoi rischi. “Prima, molto dipendeva dall’esperienza dell’ispettore, dalla sua capacità di riconoscere visivamente una specie o un prodotto – osserva Frigerio – Adesso abbiamo uno strumento oggettivo, scientifico, che può essere utilizzato anche da operatori con meno esperienza specifica, seguendo protocolli standardizzati”.
Questo non significa che l’esperienza umana diventi superflua. “L’ispettore esperto rimane fondamentale per decidere cosa controllare, per riconoscere situazioni sospette, per interpretare il contesto – precisa la ricercatrice – Il DNA barcoding è uno strumento nelle sue mani, non un sostituto del suo giudizio”.
La tecnologia sta inoltre diventando sempre più accessibile. I costi dei sequenziatori stanno diminuendo, i protocolli si stanno semplificando, le banche dati si stanno espandendo. “Quello che cinque anni fa richiedeva un laboratorio universitario attrezzato, oggi può essere fatto in un container attrezzato in un porto”, osserva Frigerio. “E tra cinque anni probabilmente avremo dispositivi portatili ancora più semplici da usare”.
Nonostante i progressi, rimangono sfide significative. La prima riguarda proprio le banche dati di riferimento. “Non serve a niente avere una sequenza genetica se non hai niente con cui confrontarla – sottolinea Frigerio – Per questo il lavoro di costruzione di banche dati complete e affidabili è così importante”. Molte specie, soprattutto nei paesi tropicali dove la biodiversità è maggiore, non hanno ancora una “carta d’identità genetica” nei database internazionali.
La seconda sfida è la standardizzazione. “Servono protocolli condivisi a livello internazionale, perché le merci attraversano confini”, spiega la ricercatrice. “Un’analisi fatta in un paese europeo deve poter essere riconosciuta e utilizzata in un altro”. L’Unione Europea sta lavorando in questa direzione, di recente sono emersi alcuni importanti passi avanti ma non per tutti gli alimenti e le casistiche.
La terza sfida è la formazione. “Servono operatori formati, capaci di utilizzare queste tecnologie correttamente – osserva Frigerio – Non basta comprare uno strumento, bisogna saperlo usare, interpretare i risultati, capire i limiti della tecnica”.
Verso un ecosistema globale di DNA barcoding
Guardando avanti, le prospettive sono promettenti. “Immagino un futuro in cui ogni porto e ogni aeroporto importante avrà la capacità di fare analisi di DNA barcoding in tempo reale – prevede Frigerio – Non sarà più un’eccezione ma la norma, parte della routine dei controlli”.
La tecnologia continuerà a evolversi, diventando più rapida, più economica, più facile da usare. “I dispositivi portatili miglioreranno, le banche dati si espanderanno, l’intelligenza artificiale aiuterà nell’interpretazione dei risultati – continua la ricercatrice – Ma il principio base rimarrà lo stesso: usare il codice genetico come strumento di verità, come guardiano contro frodi e illegalità”.
E l’impatto andrà ben oltre i controlli doganali. “Ogni volta che fermiamo una frode alimentare, proteggiamo la salute dei consumatori”, riflette Frigerio. “Ogni volta che intercettiamo una specie protetta oggetto di traffico, contribuiamo alla conservazione della biodiversità. Ogni volta che identifichiamo una specie invasiva prima che si diffonda, proteggiamo i nostri ecosistemi”. Il DNA barcoding, invisibile/ai più, sta diventando un guardiano silenzioso ma efficace della legalità e della sostenibilità nel commercio globale.
“È affascinante pensare – conclude la ricercatrice, – che una molecola microscopica, il DNA, possa avere un impatto così grande sulla società. Ma è esattamente questo il potere della scienza: prendere qualcosa di fondamentale della natura e trasformarlo in uno strumento al servizio del bene comune”. Nei porti e negli aeroporti d’Europa, questa rivoluzione molecolare è già in corso, una provetta alla volta.
Questa serie dedicata al DNA barcoding nasce dall’esperienza fatta nei laboratori dell’Università Milano Bicocca e National Biodiversity Future Center grazie al programma FRONTIERS
