CropBiosecurity UE Project (2005-2007)Biosec, Asia Link (2008-2010)NATO (2006-2007) PLANTFOODSEC NoE (2011-2015)

Il Il puntopunto sullasulla ricercaricerca

M.Lodovica GullinoAGROINNOVA, Università di Torino

Tavola rotonda “biosicurezza:

rischi fitosanitari e microbiologici”

Biosicurezza, alcune definizioni :

LabLab BiosecurityBiosecurity sicurezza che un organismo non scappi

GeographicGeographic BiosecurityBiosecurity esclusione e confinamento

Plant Plant BiosecurityBiosecurity ecosistemi vegetali produttivi e sostenibili

Agricultural Agricultural BiosecurityBiosecurity disponibilità costante e sicuradi cibo

Food Food biosecuritybiosecurity disponibilità di cibo a prezziragionevoli

BioterrorismoBioterrorismo minaccia di attentati con agenti biologici

“CropCrop biosecuritybiosecurity” significa proteggere uno statodall’invasione di patogeni vegetali (Brasier, 2008) ed ègarantita dalla normativa e da protocolli di quarantena.

Dutch elm diseaseOphiostoma ulmi

Soybean rustPhakopsora pachyrizi

SALB of rubberMicrocyclus ulei

Coffee rustHemileia vastatrix

Wheat yellow rustPuccinia striiformis

Un epidemia può avere ingenti risvolti economici e socialiUn epidemia può avere ingenti risvolti economici e sociali

Nel 1840 la peronospora (Phytophtorainfestans) distrusse le coltivazioni irlandesi di patata determinando la morte di un milione di persone.

Nel 1943 le colture di riso nel Bengala furono devastate dal Cochliobolus miyabeanus, causando la morte di circa 2 milioni di persone.

Un ulteriore elemento di preoccupazione èrappresentato dalla possibile contaminazione delle derrate con funghi produttori di micotossine o con patogeni umani.

Salmonella

•• IdentificareIdentificare ilil pericolopericolo

•• ValutareValutare la la vulnerabilitvulnerabilitàà del del sistemasistema

•• ValutareValutare ilil rischiorischio

•• PianiPiani didi mitigazionemitigazione e e recuperorecupero

•• CostruireCostruire infrastruttureinfrastrutture

MisureMisure convenzionaliconvenzionali per per garantiregarantire la la biosicurezzabiosicurezza

Cosa si intende per agroterrorismoagroterrorismo?

“l’uso intenzionale (nonchè la minacciadi uso) di patogeni delle piante daparte di singoli individui, o gruppi con la finalità di causare danni diretti a colture e foreste, o di influenzare in modo indiretto il settore agro-alimentare”

(Latxague et al., 2007).

AgroterrorismoAgroterrorismo e biosicurezzabiosicurezza sono presi in attenta considerazionedopo la data dell’11 Settembre 2001.

Tuttavia, questo argomento è di grande attualità, a causadell’aumento di importanza delle cosiddette “four T’s” qualicomponenti della globalizzazione (Trade, Travel, Transportation and Tourism), fin dal 1997.

Numero dipubblicazionisull’agroterrorismo

1997

2001

LL’’agroterrorismoagroterrorismo èè un un rischiorischio??

� si 10%

� forse 70%

� un componente di nuovi rischi 20%

(probabilmente non un rischio reale)

� assolutamente no 0%

(INRA, 2007)

Alcune considerazioni storiche

Prima e durante la Seconda Guerra mondiale, diversi paesi hanno sviluppatoprogrammi di ricerca su agenti biologici capaci di distruggere raccolti.

Colorado beetleLeptinotarsa decemlineata

Peronospora della patataPhytophthora infestans

Durante la Guerra fredda, USA e Unione Sovietica hanno proseguito le ricerche su potenzioli agenti di agroterrorismo.

Ruggine del granoPuccinia graminis

Programmi americani e russi

(Line & Griffith, 2001; Whitby, 2002)

Alcune accuse

Peronospora tabacinaThrips palmi(Cuba, 1996)

Diabrotica virgifera(Europe, 1990s)

Cuba è convinta che alcuni parassiti siano statiintrodotti nel paese dagli americani.

Più recentemente, in Afghanistan sono state trovate tracce di produzione di ruggine del grano a fini agriterroristici.

(Zilinskas, 1999; Miller et al., 2005)

Ricerca che ha il potenziale per essere impropriamente utilizzata per scopi ostili: le tecniche necessarie a progettare un’arma biologica sono le stesse di quelle necessarie per condurre ricerca legittima.

Fonte: Federation of American Scientists, “Case Studies in Dual Use Biological Research”, www.fas.org

Dual Use Research

Ricerca Scientifica

Dual use resultsSalute pubblica Scopi militari

•Diagnosi•Protezione•Prevenzione

Armi biologiche

La scienza forense è l'applicazione di tecniche e metodologie scientifiche alle tradizionali investigazioni di carattere giudiziario in materia sia penale che civile(Fletcher et al 2006)

Tecniche utilizzabili nell’analisi di prove.

(Budowle et al 2003)

Contaminazione dei prodotti vegetali da parte di patogeni umani

La capacità di colonizzazione dei vegetali da parte di patogeni umani è stata dimostrata da recenti studi eseguiti su Escherichia coli e Salmonella.

D. melanogaster

C. capitata

Fattori che contribuiscono alla contaminazione delle colture da parte di patogeni umani

Colonizzazione endofitica dei vegetali

Salmonella e E. coli sono in grado di penetrare nelle radici di A. thaliana, attraverso l’infezione delle radici secondarie. (Cooley et al., 2003)

E. coli O157:H7 è capace di colonizzare le radici di piante di lattuga. (Jablasone et al., 2005)

K. Pneumonie in Medicago sativa, M. truncatula, A. thaliana, Triticumaestivum, Oryza sativa infetta la pianta attraverso le radici secondarie. (Doong et al., 2003)

E. coli O157:H7, Salmonella e Lysteria sono in grado di penetrare nelle radisi del mais. In sistemi di coltivazione fuori suolo possono essereindividuati nello stelo della pianta 48 ore dopo l’infezione. (Bernstein et al., 2007)

I PROGETTI

• Biosicurezza agro-alimentare e strumenti per anticiparee contrastare il bioterrorismo applicato alle colture(CROPBIOTERROR, FP6th, 2004-2007).

• Strumenti per la biosicurezza delle colture (NATO, programma Sicurezza attraverso la Scienza, 2007).

• Affrontare il tema della biosicurezza fra Europa ed Asia: strumenti di individuazione, contenimento e gestionedelle specie aliene potenzialmente in grado di avere un impatto negativo sulla produzione ed il commercio di cibo (BIOSEC, ASIA-LINK, 2007-2010).

• Plant and Food Biosecurity Network of Excellence (FP7th Security, 2011-2015)

Alcuni risultati del Progetto CROPBIOTERROR

Lista di 50 patogeni chiave

�Basata su :

� liste già esistenti sviluppate da TWC, USDA, EU, EPPO, CNS, Australia group, ISSG;

� esperienza dei partner del progetto.

� Comprensiva di:

� funghi, batteri e virus;

� tutti i tipi di piante.

Possibili scenari

Tre tipi di atti: • guerraguerra biologicabiologica (biowarfare BW): internazionale, sostenutada Stati;• bioterrorismobioterrorismo (bioterrorismo BT): non sostenuto da Stati;• biocriminebiocrimine (biocrime BC): individui o aziende.

E le conseguenze socio-economiche:• sulla produzioneproduzione (PRO)(PRO),

• sul commerciocommercio (TRA),(TRA),

• sulla societsocietàà (SOC)(SOC) (salute,danni ambientali, effetti psicologici).

Alcuni risultati del Progetto CROPBIOTERROR

Componenti del rischio

Cinque componenti del rischio, definite e valutate da 0 a 10, sono state identificate:

r1 – importanza della coltura,

r2 – facilità nell’uso del patogeno,

r3 – capacità epidemica del patogeno,

r4 – presenza di ostacoli alla prevenzione dell’attacco,

r5 – conseguenze potenziali a livello globale o regionale.

Alcuni risultati del Progetto CROPBIOTERROR

La valutazione del rischio

Alcuni risultati del Progetto CROPBIOTERROR

9 scenari (= 9 patogeni) basati sui tre tipi di atti (BW, BT, BC) e loro conseguenze (PRO/TRA/SOC).

(Latxague et al., 2007).

Alcuni risultati del Progetto CROPBIOTERROR

(Suffert et al., 2009)

Biosicurezza tra Europa e Asia

Aumento del commercio di prodotti agricoli

2000 2005 2006 2007

Export EU verso la Cina (billion€)

5.55 8.18 8.79 9.41

Import EU dalla Cina

(billion €)

14.10 19.02 21.44 23.45

Biosicurezza tra Europa e Asia

Evoluzione del traffico di passeggeri tra Europa e Cina

Source: Boeing (www. http://boeingblogs.com/randy)

Biosicurezza tra Europa e Asia

Colletotrichum acutatum

Anoplophora chinensis

Radopholus similis

Biosicurezza tra Europa e Asia

Alcuni esempi di specie aliene invasive introdotte in Europa dall’Asia:

PseudomonasPseudomonas syringaesyringae pvpv. . actinidiaeactinidiae

Ritrovata per la prima volta negli anni 1980 in Giappone e successivamente in altre zone asiatiche (Cina, Corea…).

È stata segnalata in Italia nel 1992, dove la presenza è rimasta sporadica e con bassa incidenza fino al 2007/2008.

Recentemente i danni causati da questo patogeno sono in aumento, con perdite stimate superiori ai 2 milioni di euro.

Biosicurezza tra Europa e Asia

Alcuni esempi di specie aliene invasive introdotte in Europa dall’Asia:

CryphonectriaCryphonectria parasiticaparasitica

C. parasitica è stata introdotta in Nord America dall’Asia alla fine del XIX secolo e successivamente in Europa e in Italia nel 1938.

La diffusione del fungo è stata piuttosto rapida in tutte le zone castagnicole europee entro la fine degli anni 1960.

È oggi considerata tra le 100 specie aliene piùdannose al mondo.

PLANT AND FOOD BIOSECURITYPLANT AND FOOD BIOSECURITYNetwork of ExcellenceNetwork of Excellence

(2011(2011--2015)2015)

13 PARTNER

8 PAESI

3 CONTINENTI

Kansas State University

Oklahoma State University

AGROINNNOVAARO

FERA

NIAB

INRA

METU

UNIBONN

REC

UNICRI

SPIN-TO

Imperial College

OBIETTIVO

Sviluppare un Centro Centro didi CompetenzaCompetenzavirtuale in grado di incrementare la qualità e l’efficacia della formazione e della ricerca nell’ambito della biosicurezzaagro-alimentare, migliorando in questomodo la capacità di risposta e diintervento nel caso di un eventualeimpiego di agenti patogeni contro colture, derrate agro-alimentari e mangimi

8 GRUPPI DI LAVORO

WP1 Epidemiologia delle malattie delle piante applicata allabiosicurezza delle colture

WP2 Biosicurezza dei prodotti agro-alimentari

WP3 Analisi dei rischi per il sistema agro-alimentare europeo e per la società, derivanti dall’introduzione intenzionale di agenti patogeni

WP4 Sistemi diagnostici e di rilevamento

WP5 Contromisure per contenimento ed eradicazione

WP7 ComunicazioneWP6 Formazione

WP8 Gestione e monitoraggio

WP1 Epidemiologia delle malattiedelle piante applicata allabiosicurezza delle colture

Septoria tritici blotch(Mycosphaerella graminicola)

Leaf rustPuccinia triticina

Lista di patogeni e colture target

Per ottenere una piattaforma di conoscenze e distrumenti di valutazione relativamente allapossibilità di deliberate contaminazioni, scoppiepidemici di malattie, diffusione di patogeni dellepiante e modelli di propagazione.

WP2 Biosicurezza dei prodotti agro-alimentari

Per identificare le priorità delle attività di ricerca e fornire elementi utili per migliorare il quadronormativo; gettare le basi per un’efficaceidentificazione della presenza di aganti patogeninei prodotti alimentari grazie ad una maggiore e migliore cooperazione fra i laboratori.

NuoveNuove disciplinediscipline: Fitopatologia forense(Fletcher et al., 2006)

WP3 Analisi dei rischi per il sistemaagro-alimentare

Per sviluppare modelli di rischio spazio-temporale derivantidall’introduzione intenzionale di nuovi agenti patogeni in modo da migliorare la pianificazione di efficaci ed efficienticontromisure a livello Nazionale ed Europeo.

Safe tradeWTO/IPPC

EPPO/EFSA

BiodiversityCBD

EPPO/EFSA

SecurityEFSA

ESRAB

Food safetyCodex Alimentarius

EFSA

Risk concernand initiation

Risk communication

Risk management

Risk assessment

Risk paradigms

Risk analysis

Risk outcomes

Agriculture, environment,and food quality

Stakeholdersatisfaction

WP4 Sistemi diagnostici e di rilevamento

Per migliorare i sistemi di sorveglianza, rilevamento e diagnosi delle malattie, facilitandola cooperazione fra i laboratori a livellointernazionale e sviluppando strumenti diagnostici.

WP5 Contromisure per contenimento ederadicazione

Per prevenire il radicamento e la diffusioneall’interno dell’Unione Europea di agenti patogeniintrodotti deliberatamente, individuando le procedure da mettere in atto a livello europeo in ogni settore e sviluppando adeguate contromisure.

WP6 Formazione sui temi dellabiosicurezza agro-alimentare

Per costruire una forte cultura della consapevolezzasui temi della biosicurezza in tutti coloro che ricopronoruoli di responsabilità nel settore agro-alimentare, coinvolgendo anche tecnici, consulenti e studenti; contribuire allo scambio delle conoscenza all’internodella rete.

WP7 Divulgazione, consapevolezza e comunicazione sui temi dellabiosicurezza agro-alimentare

Per incrementare la consapevolezza sulle tematicheconnesse alla biosicurezza nei diversi attori e nelpubblico in generale.

PLANTFOODSEC KICK-OFF MEETING, February 25th-26th 2011 - Torino

T8.1. Operational Plan

T8.2. Dec. structure

T8.3. Researchfragmentation analysis

T8.4. Facilities inventory

T8.5. Workspace

T8.6. Agreement

T8.7. Monitoring Plan

T8.7. Ext. Fundingsearch

T8.9. Meetings

T8.10. Evaluationworkshops

WP8 Gestione e Monitoraggio

Per superare la frammentazione delle conoscenzedovuta ai diversi ambiti di specializzazione deipartner coinvolti nel progetto, coordinando e strutturando un Programma di Ricerca Congiunto.

Lo scopo del progetto è stato quello di identificare le potenziali minacce future per l'ambiente, ed in particolar modo quelle attribuibili ad un'azione deliberata.

Altri progetti rilevanti nel settore della biosicurezza

SECURENV “Assessment of environmental accidents from security perspective”

2009-2011

Il progetto mira a incrementare la capacità dell’Unione Europea a contrastare le minacce biologiche dell’allevamento animale. Il progetto è focalizzato sulla minaccia verso animali, mangimi e alimenti di origine animale. Il progetto mira a rafforzare la cooperazione internazionale e promuovere la creazione di reti per la sicurezza degli animali e di conseguenza della salute pubblica.

Obbiettivi

•Stabilire un network tra le forze armate, gli istituti di medicina forense, gli istituti veterinari, le universitàe gli istituti di ricerca con l’obiettivo di prevenire il bioterrorismo animale;•Stabilire piani di sorveglianza in merito agli agenti batterici, virali, parassitari e tossine responsabili di eventuali attacchi bioterroristici sugli animali;•Sviluppare metodi diagnostici rapidi per la ricerca degli agenti responsabili del bioterrorismo animale;•Disseminare le conoscenze conseguite nell’espletamento del progetto e cooperare con Europol, Frontex, FVO, EFSA, ECDC, HEOF, e OIE.

AniBioThreat Project

Altri progetti rilevanti nel settore della biosicurezza

2010-2013

Grazie per Grazie per ll’’attenzioneattenzione!!