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Primo passo verso la modifica del genoma embrionale umano

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E’ di pochi giorni fa la notizia che nel laboratorio di Junjiu Huang dell’università di Guangzhou in Cina si sia riusciti a modificare il genoma di un embrione umano. Questo conferma le preoccupazioni che diversi scienziati avevano già espresso in precedenza sollevando non pochi dubbi.

Prima di tutto un breve ripasso. Il DNA è una macromolecola presente in tutte le cellule che contiene le informazioni necessarie per il loro funzionamento. E’ il codice della vita. Ogni essere vivente possiede DNA diverso: per esempio, seppur gli esseri umani abbiano gli stessi geni, presentano alcune variazioni che determinano le nostre peculiarità fisiche e fisiologiche. 

Il DNA può subire mutazioni: variazioni che causano un cambiamento nella “lettura del codice” e che possono avere un effetto benefico o deleterio o non avere nessun effetto. Osservando e studiando la natura abbiamo scoperto che è possibile correggere questi errori grazie a sistemi in grado di eliminare il codice errato e sostituirlo con quello corretto. Succede normalmente e continuamente nelle cellule. Ma ora siamo in grado di utilizzarlo come uno strumento qualsiasi. Si chiama genome editing: correzione del genoma. In breve, per eseguire il genome editing è necessario localizzare la regione da correggere, rimuoverla e sostituirla.

È più facile a dirsi che a farsi, ma i ricercatori sono oggi in grado di eseguire la correzione in laboratorio tramite diversi tipi di tecniche: quella utilizzata nel laboratorio in Cina sfrutta il sistema chiamato “CRISPR/Cas9”, una sorta di sistema immunitario primitivo utilizzato dai batteri, che a partire dal 2012 (Charpentier et al. 2012) è stato modificato e reso controllabile per il genome editing.  Modificare il genoma di esseri viventi è una pratica non di certo recente. Basti pensare che già negli anni ’70 si sono tentati i primi approcci di modifica del DNA di lieviti (Scherer and Davis, 1979), proseguendo poi fino agli anni ’90 ingegnerizzando i primi enzimi in grado di tagliare questa macromolecola (Li, Wu and Chandrasegaran 1992): primo passo verso il processo di modifica.

Ma perchè modificare il genoma? Il fine principale è sicuramente quello di prevenire malattie geniche gravi che condizionano la vita intera dell’essere umano. In questo caso per esempio è stato modificato il gene per la β-globina, le cui mutazioni sono responsabili per la β-talassemia. La possibilità di correggere errori nel DNA degli embrioni prima che questi possano svilupparsi in essere completi e dar vita a diverse complicazioni, sarebbe un traguardo di incredibile portata per il singolo individuo e per la società. Questo percorso però è solo all’inizio e si prospetta pieno di difficoltà. Sia di natura tecnica che di natura etica. Fino ad ora, la modifica del genoma era stata limitata a cellule umane in coltura e su embrioni di animali non umani: mai su embrioni umani. In cellule in coltura e animali, le tecniche sviluppate garantiscono buoni risultati in termini di numero di cellule positivamente modificate e di specificità della regione modificata. Si notano però differenze da un tipo cellulare all’altro e tra specie differenti. Lo dimostra il fatto che nell’esperimento condotto da Huang il numero di successi è stato molto basso, mentre in embrioni di topo il genome editing generalmente si dimostra più valido. Non è possibile prevedere l’efficacia di una tecnica senza averla testata in maniera sufficientemente dettagliata: non è quindi di secondaria importanza la preoccupazione sull’efficienza di queste tecniche su embrioni umani. Nell’esperimento svolto in Cina sono stati utilizzati 86 embrioni (presi da cliniche di fecondazione, creati per la fecondazione in vitro). Di questi, 71 sono sopravvissuti, ma solo 28 sono stati in grado di procedere correttamente con le prime divisioni cellulari e solo in una frazione era presente la modifica di interesse. 

Agli embrioni utilizzati è stato aggiunto un corredo genomico completo, in modo da evitare che potessero procedere nel normale sviluppo embrionale dopo le primissime fasi dello sviluppo.  Se mai decidessimo di accettare questa pratica, dovremmo pretendere quasi il 100% di efficienza, considerando che verrebbe applicata ad embrioni umani destinati a completare lo sviluppo. Con sufficiente tempo e sperimentazioni, è ragionevole pensare che l’applicazione clinica del genome editing sia una realtà tangibile. Le tecniche a disposizione ci sono, i modelli animali anche. Ma quello che fino ad ora ha limitato le ricerche nel campo sono le problematiche etiche e morali. Essere in grado di modificare il genoma umano a livello embrionale già dallo zigote significa modificare tutte le cellule dell’organismo: quell’unica cellula si moltiplicherà e darà vita all’intero corpo. Anche le cellule della linea germinale, quelle che generano spermatozoi ed ovuli, saranno modificate, e la modifica passerà alla generazione successiva. Le terapie geniche presenti attualmente invece, si limitano a modificare le cosiddette cellule somatiche, ovvero cellule che non appartengono alla linea germinale non trasmettendo quindi il genoma modificato. Si tratta quindi di una terapia sull’individuo già formato e che non può essere, teoricamente, trasmessa ai figli. 

Lo ripeto. Potremmo avere la capacità di debellare malattie geniche devastanti. Il rischio è che questo sia solo il primo passo verso le modifiche per comodità, per gusto, fino ad arrivare alla vera e propria eugenetica. Come in ogni tecnologia ci sono due facce della medaglia e sta a noi decidere fino a che punto possiamo sfruttarla. Molti scienziati hanno il timore che questa pratica venga abusata, ma allo stesso tempo ne riconoscono l’immenso potenziale benefico.  Per ora in molti stati europei è vietato alterare la linea germinale mentre in altri la situazione non è ben chiara. Negli USA non è esplicitamente proibito ma il US National Institutes of Health’s Recombinant DNA Advisory Committee si è espresso dicendo che “per ora non prenderà in considerazione proposte di alterazione della linea germinale”. Per ora. La maggior parte della comunità scientifica chiede un serio dialogo prima di approcciare qualsiasi tipo di tentativo. Mentre noi parliamo in Cina già altri quattro laboratori starebbero lavorando in questo campo. 

A voi la parola, Simone Detassis

FONTI

Nature.com

Nature.com (2)

Genome

Scherer and Davis, 1979 

Charpentier et al. 2012

Li, Wu and Chandrasegaran 1992 (il primo passo verso il processo di modifica)

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