Biomanufactoring: così la natura diventa un motore industriale

“Siamo agli albori di una nuova epoca, paragonabile alla rivoluzione neolitica di 10mila anni fa col passaggio da cacciatori-raccoglitori ad agricoltori stanziali. Oggi il passaggio è da cacciatori raccoglitori di risorse ad agricoltori a livello atomico. Stiamo trasformando i paradigmi industriali estrattivi in un’industria di tipo generativo: invece di partire da elementi finiti ed estrarre i componenti che ci servono, con tutte le problematiche in termini di spreco e di consumo energetico che porta con sé questo sistema (coltivare grano per ottenere farina, scavare terreno per estrarre rame o ferro), oggi siamo in grado di costruire atomo per atomo, molecola per molecola”.

Un po’ il concetto della stampa 3D, aggiungere invece di togliere.

“Questo avrà ripercussioni anche di carattere sociale: da un mondo basato sulla scarsità, in cui l’obiettivo è accaparrarsi la fetta di torta più grande, a uno basato sull’abbondanza, in cui lo scopo è rendere più grande la torta”.

Se la visione è conditio sine qua non per il successo di un’impresa, allora Massimo Portincaso e Arsenale Bioyards, la startup di cui è cofondatore e AD, hanno davanti a sé un futuro roseo.

Anche sullo scopo della sua startup il milanese di origine ma berlinese di adozione, con un passato di manager superconsulente tra Europa, Stati Uniti e Asia, ha idee chiare e ambiziose: semplicemente si tratta di “trasformare la natura in una piattaforma industriale”.

Il mezzo è il biomanufacturing, in italiano biofabbricazione. Un processo produttivo che sfrutta microrganismi come lieviti, batteri, alghe e funghi per produrre molecole che rappresentano alternative biologiche ad alte prestazioni ai prodotti petrolchimici e di origine animale.

Biomanufacturing vuol dire molte cose, dalla coltivazione cellulare (esempio più noto la carne coltivata, quello più interessante e al momento economicamente sostenibile il cotone prodotto in laboratorio) all’uso delle piante come microbioreattori (si modifica il codice genetico delle piante e per far loro produrre le molecole che interessano).

Il sistema scelto da Arsenale è la biofermentazione di precisione: di precisione perché si lavora sul codice genetico per far esprimere agli organismi una molecola particolare – dagli enzimi e altre proteine ??di origine animale ai lipidi, vitamine, prodotti biologici e biosimilari – senza dover ricorrere all'agricoltura tradizionale o alle fonti fossili di carbonio. In pratica si usano Ogm per produrre molecole bio-identiche, cioè indistinguibili da quella naturale.

Nulla di nuovo: “Cambio il codice genetico e il lievito invece che alcol, come nel caso per esempio della birra, produce insulina. Questo avviene da 40 anni, ma a costi molto alti, che possono andare bene per il mondo farmaceutico, in cui le molecole vengono vendute a cifre altissime, ma per il largo consumo bisogna trovare un’altra strada” spiega Portincaso.

Che è convinto di averla trovata. E ha portato dalla sua parte anche importanti investitori: a febbraio ha concluso un aumento di capitale di 10 milioni con CDP, e, unica startup italiana, Arsenale Bioyards è stata nominata dal World Economic Forum tra i Pionieri Tecnologici per il 2025, aziende riconosciute per lo sviluppo di tecnologie con il potenziale di avere un impatto significativo sulle imprese e sulla società.

“Il problema dell’industria finora è stato di cercare di usare la stessa tecnologia delle case farmaceutiche. Ma i costi che può permettersi Big Pharma sono incompatibili con una produzione di massa – continua Portincaso -. Per questo va ripensato l’approccio industriale: oggi i biologi studiano e sperimentano in laboratorio, ma la biologia è contesto-dipendente, e quindi quando si tratta di scalare spesso quello che funziona in laboratorio non funziona in fabbrica. Noi vogliamo invertire il processo: portare le condizioni industriali in laboratorio, studiare decine di possibili variabili replicando i processi industriali in piccolo ed estraendo dati con decine di sensori”.

Con un approccio “ispirato a quello di Elon Musk con Starlink: ha portato i materiali e le economie di scala dell’industria automobilistica in quella aerospaziale, per ridurre drammaticamente i costi. Noi cerchiamo di fare lo stesso: per esempio i nostri bioreattori, dove avviene la fermentazione, sono prodotti da aziende che fanno le autoclavi per il Prosecco, non dai fornitori dell’industria farmaceutica”.

Partire dal sito produttivo e mettere i laboratori nella fabbrica è solo il primo passo. Il secondo è stato ridurre le variabili, per non affogare nei dati, e il terzo introdurre molta più standardizzazione dei processi della parte produttiva. “Non unità sempre più grandi ma tante piccole in batteria. Lo stesso concetto che ha permesso di rendere competitiva l’energia solare: si sono abbattuti i costi facendo pannelli standardizzati”.

Ma per fare tutto questo servono dati, dati e ancora dati, che al momento mancano. Ed è questo il vero segreto di Arsenale Bioyards. “Noi potremmo già vendere i 500 litri della nostra attuale capacità produttiva, ma non vogliamo farlo perché per 2 anni vogliamo dedicarci solo a generare dati che saranno analizzati attraverso un software di intelligenza artificiale che stiamo sviluppando internamente. Per farlo, ad esempio, invece dei classici 2-3 sensori che si trovano tipicamente in un reattore di fermentazione, noi ne mettiamo più di 50. E poi abbiamo due laboratori di analisi, uno di chimica e un di microbiologia, in cui analizziamo i campioni presi in varie fasi di fermentazione e riproduciamo le condizioni industriali, per capire come cambiano e predire il comportamento degli organismi in diverse condizioni”.

Di fatto quindi, l’essenza dell’attività di Arsenale Bioyards è generare dati sulla fermentazione di precisione che permettano ai biologi di disegnare soluzioni in scala industriale.

“Vogliamo creare una piattaforma che consenta all’industria di produrre con i costi del settore food e non quelli del Pharma, abbattendo i costi del 90% e diventando lo standard del futuro. Se oggi esistono solo due tipi di collagene, derivati dalla bollitura delle carcasse di pesce o dei mammiferi, con la fermentazione di precisione se ne potranno avere 200. Se oggi per produrre aromi come il limonene si devono spremere o distillare migliaia di tonnellate di agrumi, domani lo si potrà fare usando pochi chilogrammi di zucchero. Ma lo faremo a piccoli passi. L’obiettivo per il 2026 è arrivare a una capacità di 10mila litri, e a inizio 2029 aprire il primo stabilimento, per vendere il prodotto finito, a questo punto con capacità produttiva dell’ordine del milione di litri”.

In pratica, Arsenale sta costruendo un mercato che ad oggi non esiste.

“Venderemo la capacità produttiva per prodotti come collagene, aromi, proteine tipo lattoferrina, biosurfattanti [semplificando, tensioattivi, cioè i composti base dei detergenti, biodegradabili e molto meno tossici rispetto a quelli ottenuti dal mondo petrolchimico ndr.]”.

Un mercato potenziale che un report di McKinsey stima superiore al miliardo di dollari entro il 2040 (nel 2022 valeva 2-300 milioni).

Tutto questo partendo da Pordenone. E a chi, come quasi tutti, si sorprende per la scelta, Portincaso risponde: “Qui c’è tutto quello di cui ho bisogno, la capacità manifatturiera che c’è nel Nord-Est italiano ha pochi rivali in tutto il mondo. E poi siamo ospiti di Zero, azienda di vertical farming fondata da Daniele Modesto, uno dei primi a credere in Arsenale e uno dei motivi per cui siamo qui in Friuli”.

Bene il nordest, quindi, male l’Europa: “L’UE si sta pesantemente tirando la zappa sui piedi per un eccesso di regolamentazione. Nessuno vuole il Far West ma, soprattutto nel campo del food, siamo completamente fuori mercato. Tanto che stiamo pensando di aprire il nostro stabilimento a Singapore” conclude Portincaso.

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