Ingegneria biochimica

Il testo intende offrire una panoramica su alcuni aspetti fondamentali delle Biotecnologie microbiche, concentrandosi sull'impiego dei microrganismi nella produzione di sostanze chimicamente definite. A tale scopo descrive le caratteristiche dei principali microrganismi di interesse industriale/biotecnologico, le basi molecolari dei processi produttivi e gli approcci metodologici dei processi industriali, dalla scoperta allo sviluppo, alla produzione. I numerosi autori provengono sia dall'ambito accademico sia dal mondo industriale, per offrire un quadro della materia che sia aggiornato e completo sia dal punto di vista universitario sia da quello della realtà produttiva.

Sugli OGM ci si limita a schierarsi. Il tema, al contrario, va affrontato con raziocinio: gli OGM ci riguardano, non solo perché dal 1996 sono entrati a far parte della nostra alimentazione, ma anche perché con essi si gioca il futuro dell'economia, dell'agricoltura, dell'ambiente in cui viviamo. In questa nuova edizione abbiamo voluto rendere conto dei cambiamenti in atto. L'Europa ha capitolato consentendo agli Stati di vietare tutte le coltivazioni OGM; in Italia è vietata sia la coltivazione di prodotti OGM sia la ricerca. Ma non è vietata l'alimentazione degli animali da allevamento con OGM importati dall'estero. Intanto, le innovative tecniche di 'genome editing' aprono nuove prospettive, mentre il clima nell'opinione pubblica sta finalmente cambiando, e si dovrà trovare una sintesi tra le paure degli ambientalisti e le esigenze di progresso, sviluppo, sicurezza e occupazione.

La scienza e la tecnologia hanno fornito straordinari contributi al miglioramento della qualità della vita dell'uomo. Ciò nonostante da più parti della nostra società emerge il desiderio di uno stile di vita più naturale e la nostalgia di un passato idealizzato. I bei tempi antichi, i sapori di una volta, i rimedi della nonna, la genuinità di certi prodotti, l'armonia con la natura sono richiami che esercitano un fascino irresistibile su molti individui. L'aggettivo "naturale" è oramai sinonimo di bontà, salute, sicurezza, genuinità ed è spesso associato a diverse attività umane: agricoltura, alimentazione, medicina, cosmesi, sessualità ecc. Ma siamo sicuri che tutto ciò che è naturale sia davvero buono? E ciò che viene chiamato naturale è davvero tale? L'autore analizza in modo critico tutti questi aspetti, al di là delle prese di posizione ideologiche e degli slogan commerciali.

L'evoluzione della bioingegneria sta attraversando un periodo ricco di opportunità. Oggi l'informatica e la scienza dei materiali consentono di stampare oggetti tridimensionali e questi potrebbero essere costituiti anche da cellule. I materiali vengono realizzati con strutture sempre più piccole, nanometriche, la fisica della materia ci consente di studiare anche la biologia. I robot non sono più la fantascienza del 20° secolo, ma gli aiutanti del 21° e, grazie alle nuove funzioni cognitive, rendono disponibili soluzioni per il trattamento delle malattie. La medicina propone di affrontare le cause delle malattie e non solo gli effetti. La medicina personalizzata guarda al genoma, la diagnosi preventiva non è più organica. Le malattie non trasmissibili quali il cancro, il diabete, le patologie neurodegenerative, l'obesità sono la sfida per una popolazione che invecchia. Questo volume affronta tutti questi temi ponendo questioni ancora aperte che certamente individuano nella bioingegneria un attore centrale per generare nuova conoscenza sulla fisiopatologia umana e studiare soluzioni tecnologicamente innovative per problemi nuovi.

La produzione industriale di beni e servizi effettuata mediante microrganismi, cellule di tessuti coltivate e le loro parti. Elementi di laboratorio.

Nel mondo della sanità, dove si cura un bene "particolare" che è la salute, le nuove tecnologie e la loro introduzione seguono criteri di valutazione multidimensionali, andando oltre la semplice analisi economica. Esiste una specifica disciplina - l'Health Tecnology Assessement (HTA) - che ha il compito di produrre evidenze su cui prendere le giuste decisioni. Essendo l'ICT strategico nell'attività clinica, sarebbe opportuno equipararlo alle tecnologie sanitarie e valutarlo attraverso i domini dell'HTA, ammettendo la possibilità di far convergere questi due ambiti. In questo libro si procede alla rivisitazione di un "framework" di HTA (l'EUnetHTA Core Model) applicandolo al contesto dei Sistemi informativi, per realizzare delle linee guida e un nuovo strumento di analisi utile nei progetti di "e-health".

Il volume raccoglie gli Atti relativi alla giornata di studi "Arte e tecnica in Leonardo ingegnere" organizzata nel gennaio del 2013 a Termoli presso l'Università degli Studi del Molise per l.VIII ciclo di seminari didattici "L'Arte del fabbricare". Il seminario ha inteso proporre sia agli allievi ingegneri che agli allievi dei corsi di storia, oltre che agli studiosi convenuti, una diversa ottica, per certi versi innovativa, della lettura dell'opera di Leonardo conducendo un'analisi tecnico-scientifica non fine a se stessa ma in funzione della sua produzione artistica. Tale percorso ha visto, di conseguenza, la necessaria sinergia tra gli studi scientifici e quelli umanistici, in particolare tra gli insegnamenti di Architettura tecnica e di Storia moderna, non in una visione disgiunta ma tesa a un'unica cultura. Il risultato ottenuto è stato quello di porre in nuova luce la nascita della figura dell'ingegnere come oggi inteso procedendo attraverso l'istituzione delle scuole di Ingegneria Civile e degli studi tecnologici propri dei corsi di Architettura tecnica.

Le interfacce cervello-computer (brain-computer interfaces, BCI) sono strumenti, sviluppati dalla fine degli anni '80, con un duplice obiettivo. Da un lato, cercano di instaurare un canale di comunicazione in persone con gravissime disabilità motorie causate da malattie neurodegenerative come la sclerosi amiotrofica laterale (SLA), che portano a una completa paralisi del corpo lasciando intatte le facoltà cognitive. Dall'altro, sono impiegate per la riabilitazione motoria, ad esempio con pazienti colpiti da ictus, o per il controllo di protesi robotiche. Nella maggior parte di queste interfacce si usano tecniche come l'elettroencefalografia (EEG). In questo volume si è cercato di colmare una lacuna nello sviluppo delle BCI per pazienti completamente paralizzati: il loro funzionamento incontra i bisogni dell'utente? È, infatti, comprovato ormai da diversi anni il fenomeno dell'abbandono delle tecnologie assistive da parte di persone con disabilità. È quindi fondamentale cercare di fornire alla ricerca strumenti che permettano di valutare, con gli utenti finali, i pregi e i difetti delle tecnologie che si stanno sviluppando, prima che queste arrivino agli stadi finali di produzione.

L'era post-genomica ha assistito al rapido sviluppo di nuovi metodi per lo studio di complessi profili proteici e per l'espressione genica in tessuti e cellule. Questo nuovo campo di ricerca, comunemente denominato genomica funzionale, focalizza l'attenzione sulla dissezione delle reti molecolari che sono alla base delle funzioni cellulari e dei processi fisiologici. L'analisi del proteoma, definito come la caratterizzazione del contenuto proteico di cellule, tessuti, organi o fluidi biologici espresso da un genoma, mira allo studio dei complessi schemi di espressione e di trasformazione delle proteine prodotte da un organismo vivente. Diversamente dal "genoma", il termine "proteoma" definisce uno stato dinamico soggetto ad una moltitudine di cambiamenti di natura molto differente come la crescita, il differenziamento, il trattamento con farmaci, la malattia e così via. Negli anni '70, O'Farrel riportò che gli strumenti proteomici avrebbero incluso tecnologie basate su metodi elettroforetici e cromatografici. Recentemente, nuove tecniche basate sulla spettrometria di massa (MS) e tecnologie bioinformatiche hanno ampliato lo spettro degli strumenti proteomici.