Biotechnologia jako interdyscyplinarna dziedzina nauki i techniki oferuje bezpośrednie i potencjalne możliwości wspierania wzrostu gospodarczego, zatrudnienia i konkurencyjności. Ma zasadnicze znaczenie w realizacji głównych celów politycznych Unii Europejskiej, takich jak ochrona zdrowia, wzrost gospodarczy, tworzenie nowych miejsc pracy, rozwiązywanie problemów związanych ze starzeniem się społeczeństwa oraz dbanie o zrównoważony rozwój. Kraje rozwinięte już dawno dostrzegły w biotechnologii, podobnie jak w informatyce, jej motoryczną funkcję.
Biotechnologia zyskała kluczowe znaczenie w sektorze ochrony zdrowia, w przemyśle farmaceutycznym, w przetwórstwie przemysłowym i rolno-spożywczym. Przypuszcza się, że przyjęta w marcu 2007 r. przez Radę Europejską polityka energetyczna zakładająca, że do 2020 r. biopaliwa muszą stanowić co najmniej 10% paliw samochodowych, przyczyni się do zwiększenia wkładu biotechnologii w rozwój odnawialnych źródeł energii. Z kolei wzrost wykorzystania odnawialnych źródeł energii spowoduje ograniczenie emisji gazów cieplarnianych oraz zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego Europy.
Według Critical I (Biotechnology In Europe: 2006 Comparative study) europejski sektor biotechnologiczny zatrudniał w 2004 r. bezpośrednio 95 tys. osób, głównie w MŚP, w tym 42,5 tys. pracowników (45%) było zatrudnionych w działalności badawczej i rozwojowej. Zatrudnienie w sektorach wykorzystujących produkty biotechnologiczne, np. chemicznym, farmaceutycznym, kosmetycznym, włókienniczym czy papierniczym, było wielokrotnie wyższe. W 2004 r. w Europie prowadziło działalność 2163 przedsiębiorstw biotechnologicznych, w których wydatkowano na prace badawcze i rozwojowe łączne 7,6 mld €. W analizowanym roku typowe europejskie przedsiębiorstwo biotechnologiczne działało na rynku od 6 do 10 lat i zatrudniało średnio 28 pracowników, a na prace B+R wydatkowało 3,3 mln €.
Dzięki posiadanym zasobom wiedzy i umiejętności UE jest dobrze przygotowana do wykorzystania oferowanych przez biotechnologię możliwości zarówno w Europie, jak i w skali globalnej. Dla przykładu wynalazki biotechnologiczne zgłoszone z UE-15 do Europejskiego Urzędu Patentowego w latach 2002-2004 stanowiły 34,8% łącznej liczby zgłoszonych wynalazków, a dla porównania udział USA wyniósł 41,1%. Unia Europejska w przemyśle biotechnologicznym upatruje możliwości zwiększenia konkurencyjności w stosunku do USA, gdzie rynek biotechnologiczny odgrywa ważną rolę w gospodarce.
Wyłaniające się i obiecujące zastosowania biotechnologii to zaawansowane metody leczenia, np. z wykorzystaniem inżynierii tkankowej, terapii genowej, komórkowej czy zastosowanie biomarkerów jako narzędzia diagnostycznego w systemie opieki zdrowotnej. Kierunki te z jednej strony dają nadzieję, z drugiej - korzystanie z nich może być przedmiotem kontrowersji, np. w przypadku embrionalnych komórek macierzystych. Stąd zwiększonemu zakresowi zastosowania biotechnologii powinna towarzyszyć szeroko zakrojona debata społeczna na temat potencjalnych zagrożeń i korzyści z nią związanych, a w szczególności jej wymiaru etycznego.
Według OECD biotechnologia, w zależności od sektora w którym ma zastosowanie, dzieli się na biotechnologię medyczną, przemysłową, środowiskową i rolniczą.
Biotechnologia medyczna - stanowi główny obszar działalności przedsiębiorstw biotechnologicznych. Ponad 250 mln pacjentów korzystało z leków biotechnologicznych, np. przy zawale serca, stwardnieniu rozsianym, miażdżycy, raku płuc, mukowiscydozie czy leukemii. Spośród wszystkich produktów medycznych dostępnych na rynkach światowych 20% jest wytwarzanych z wykorzystaniem metod biotechnologicznych.
Produkty oparte na wykorzystaniu metod biotechnologicznych znajdują zastosowanie w diagnostyce, lecznictwie (biofarmaceutyki) i profilaktyce (szczepionki). Analitycy rynków technologii i usług diagnostycznych prognozują, że najbliższe lata przyniosą dynamiczny rozwój segmentu diagnostyki molekularnej.
Diagnostyka molekularna - w medycynie obejmuje diagnostykę chorób infekcyjnych i inwazyjnych (wirusologia, bakteriologia, mikologia i parazytologia), diagnostykę chorób dziedzicznych i genetycznych (genetyka, onkologia), diagnostykę chorób nowotworowych, identyfikowanie pokrewieństwa genetycznego, diagnostykę w medycynie sądowej związaną m. in. z ustalaniem pokrewieństwa i z analizą śladów biologicznych oraz testy zgodności tkankowej w transplantologii.
W przypadku diagnostyki molekularnej chorób człowieka istnieją bardzo szerokie możliwości zastosowań testów do wykrywania bardzo różnorodnych schorzeń, np. wirusowego zapalenia wątroby typu C (HCV) czy typu B (HBV), wirusowego zespołu nabytego braku odporności (HIV), w chorobach nowotworowych, chorób uwarunkowanych genetycznie i układu krążenia.
Zastosowania diagnostyki molekularnej w lecznictwie zmieniło procedury diagnostyczne w różnych specjalnościach medycyny i metody te rozwijają się niezwykle dynamicznie. Ocenia się, że w najbliższej przyszłości staną się rutynowymi procedurami diagnostycznymi w różnych dziedzinach medycyny i biologii. Dynamiczny rozwój diagnostyki molekularnej wynika z szybkiego rozwoju metod analizy kwasów nukleinowych, a większość badań w diagnostyce chorób infekcyjnych i nowotworowych dotyczy analizy DNA. Na jej podstawie można ustalić przyczynę infekcji czy monitorować przebieg leczenia. Także testowanie przesiewowe w obrębie populacji ludzi zdrowych odgrywa coraz większą rolę na światowym rynku diagnostyki in vitro i ma tendencję rozwojową.
Technologie diagnostyki molekularnej są także wykorzystywane w rozwoju medycyny spersonalizowanej bazującej na farmakogenetyce i farmakogenomice. Uważa się, że metody diagnostyki molekularnej będą odgrywać coraz bardziej znaczącą rolę na polu medycyny, zdrowia publicznego i przemysłu farmaceutycznego w XXI wieku. W roku 2005 światowy rynek diagnostyki molekularnej wart był w przybliżeniu 6,5 mld $. Szacuje się, że rynek ten osiągnie wartość 12 mld $ do roku 2010 i 35 mld $ do roku 2015 (źrodło: Visiongain, 2008).
Biofarmaceutyki – rośnie ich zastosowanie terapeutyczne oraz zdobywają coraz bardziej znaczącą pozycję na światowym rynku leków. Pomimo spodziewanych ograniczeń wywołanych wysokimi kosztami ich wytworzenia, pozycja biofarmaceutyków w przyszłości bez wątpienia stanie się dominująca na rynkach światowych.
Większość biofarmaceutyków wytwarzana jest z użyciem rekombinowanych bakterii i drożdży, jak również rekombinowanych linii komórkowych organizmów wyższych oraz - w przypadku przeciwciał monoklonalnych - w hybrydowych kulturach międzygatunkowych. W skład biofarmaceutyków wchodzą niezwykle cenne grupy leków takie jak: rekombinowane hormony, interferony, interleukiny, hematopoetyczne czynniki wzrostu, czynnik martwicy nowotworów, czynniki krzepnięcia krwi, preparaty trombolityczne, enzymy terapeutyczne, przeciwciała monoklonalne i szczepionki. Z klinicznego punktu widzenia znalazły one zastosowanie w leczeniu lub zapobieganiu szeregu schorzeń, między innymi: cukrzycy, niedoboru wzrostu u dzieci i osób dorosłych, zawałów serca, zastoinowej niewydolności serca, udarów mózgu, stwardnienia rozsianego, neutropenii, trombocytopenii, anemii, zapalenia wątroby, reumatoidalnego zapalenia stawów, choroby Crohna, astmy oraz białaczki i wielu chorób nowotworowych.
Szczepionki rekombinowane – na rynku światowym jest szczepionka przeciwko wirusowemu zapaleniu wątroby typu B (HBV) i przeciwko wirusowi brodawczaka ludzkiego (HPV). W trakcie zaawansowanych badań klinicznych jest wiele potencjalnych rekombinowanych szczepionek antywirusowych, w tym szczepionka anty-HIV, przeciwko wirusowi zapalenia wątroby typu A oraz C, wirusowi opryszczki i wirusowi grypy.
Poważnym problemem globalnym jest zakażenie wirusem HCV zapalenia wątroby. W Polsce jest prawie 700 tys. zakażonych, a poziom wykrywalności nie jest wysoki. Przyczyna leży po stronie bezobjawowości zakażenia, które nawet do 20-30 lat może się nie ujawniać. Nieleczone przewlekłe zakażenie HCV może prowadzić do marskości i raka pierwotnego wątroby. Na świecie zarażonych jest ponad 170 mln ludzi, w tym 4 mln w USA. Koszt kuracji dla jednej osoby może obecnie wynieść nawet 50 tys. $ rocznie. Koszty leczenia są więc olbrzymie i będą one rosły w szybkim tempie wraz ze wzrostem wykrywalności HCV związanej z ulepszaniem metod diagnostycznych i ich upowszechnieniem w systemie opieki medycznej.
HIV jest kolejnym czynnikiem chorobotwórczym, który powoduje ogromne straty ekonomiczne. Obecnie ok. 40 mln ludzi jest zakażonym tym wirusem. Koszt terapii porównywalny jest z terapią anty-HCV. Na badania nad szczepionką przeciw wirusowi HIV National Institutes of Health (NIH) wydał w 2007 roku ponad 600 mln $.
Kolejnym problemem jest malaria, która występuje na terenach zamieszkałych przez około 40 % światowe populacji. Rocznie odnotowuje się około 300 mln przypadków zakażeń, co powoduje zgon ok. 1 mln osób (głównie dzieci poniżej 5 roku życia). Jeśli rozpatruje się koszt dawki leczniczej, to stosowana obecnie terapia jest stosunkowo tania, ale przy tak dużej zapadalności daje ogólną sumę od 500 – 800 mln $ rocznie.
Biotechnologia przemysłowa - jest to dziedzina, która wkracza w fazę dynamicznego rozwoju na skutek zwiększonego zainteresowania problematyką ochrony środowiska naturalnego i bezpieczeństwem dostaw energii, gdyż umożliwia zastąpienie procesów chemicznych i paliw kopalnych. Dla przykładu przejście z chemicznego na biotechnologiczne metody wytwarzania cefalosporyn (powszechnie stosowania kategoria antybiotyków), wykazało, że możliwe jest ograniczenie zużycia energii elektrycznej o 37%, rozpuszczalników niemalże o 100% oraz zmniejszenie wytwarzanych przy tym ścieków o 90%.
Biotechnologia przemysłowa daje istotne korzyści ekologiczne: nie powoduje wzrostu efektu cieplarnianego, wykorzystując odnawialne surowce roślinne wspiera sektor rolniczy, wytwarza produkty biodegradowalne, zmniejsza ilość odpadów chemicznych i zużycie toksycznych chemikaliów. Zastąpienie syntezy chemicznej biosyntezą zdecydowanie upraszcza proces, prowadzi do zmniejszenia zużycia energii i wody, co jest równoznaczne ze znaczną redukcją kosztów.
Agrobiotechnologia – w jej ramach funkcjonuje szereg nowoczesnych zastosowań, mających znaczący wpływ na gospodarkę, środowisko naturalne i zdrowie publiczne. Związana jest z hodowlą, diagnostyką czy chemikaliami wysokowartościowymi (dodatki paszowe) oraz wytwarzaniem enzymów. Diagnostyka i produkty weterynaryjne oparte na wykorzystaniu biotechnologii, głównie szczepionki, odgrywają role w kontrolowaniu i monitorowaniu niektórych najbardziej istotnych chorób zwierząt i chorób odzwierzęcych, jak również czynników związanych z bezpieczeństwem żywności. Opracowano biotechnologiczne metody nadzoru nad gąbczastą encelophatią bydła (BSE) w UE, co przyczyniło się do ochrony konsumentów i przywrócenia wymiany handlowej mięsa wołowego. Metody diagnostyczne oparte na biotechnologii stosowane są także do wczesnego wykrywania salmonelli. „Zielona” biotechnologia umożliwia udoskonalanie określonych właściwości organizmów, np. wyższe plony uzyskiwane z roślin genetyczne zmodyfikowanych. Obok produktów przeznaczonych do upraw technologie modyfikacji genetycznych znajdą przypuszczalnie szersze zastosowanie w dziedzinie procesów przemysłowych, np. w sektorach biopaliw i drzewno-papierniczym. Sektory te będą zainteresowane roślinami przynoszącymi wyższe plony. Jednakże bardzo jest potrzebna ocena korzyści i zagrożeń związanych z wykorzystaniem organizmów genetycznie zmodyfikowanych, ze szczególnym uwzględnieniem ich oddziaływania na środowisko naturalne i zdrowie ludzi i zwierząt. Istotny jest również poziomu ich akceptacji przez społeczeństwo.
Państwa członkowskie UE z dużą ostrożnością angażują się w rozwój własnej agrobiotechnologii. Podobnie jest w Polsce. Opinia publiczna zarówno w Europie, jak i w Polsce jest niezwykle krytyczna i przeciwna rozwojowi GMO w kontekście szeroko pojętej żywności. Stan ten w dużej mierze jest spowodowany decyzjami politycznymi. Przed ich skutkami uchronić powinien dalszy rozwój podstaw naukowych „zielonej” biotechnologii, co warunkuje powstawanie akceptowalnych społecznie innowacyjnych technologii.
