Editing genetico, i limiti tra scienza ed etica
La tecnologia ha grandi potenzialità, ma non è infallibile. La Comunità Scientifica Internazionale, ha deciso che vengano fermate le sperimentazioni cliniche su gameti ed embrioni ed ha chiesto una moratoria di cinque anni
Oggi, il DNA è diventato il punto focale della ricerca scientifica. Il gene editing o correzione del genoma è una modificazione della sequenza del DNA, un tipo di ingegneria genetica, in cui il DNA stesso può essere inserito, sostituito o rimosso, utilizzando artificialmente ingegnerizzati nucleasi o forbici molecolari che creano specifiche rotture del doppio filamento, in posizioni desiderate.
A contendersi le scoperte sono principalmente due ricercatrici: Jannifer Doudna (americana) e Emanuelle Charpentier (francese), ma la tecnica è stata adattata alle cellule umane dal cinese Feng Zhang. Attualmente, le famiglie di nucleasi ingegnerizzati utilizzati sono diverse: zinc finger nucleasi, trascrizione attivatore - Like Effector nucleasi, Crispr sistema Cas, meganuclease ingegnerizzato e Re-ingegnerizzato endonucleasi homing. Recentissima la scoperta dall'Università di Trento di Evo Cas, evoluzione della tecnica Crispr, considerato un enzima di affidabilità assoluta.
Il 13 marzo scorso, con una lettera pubblicata su "nature! , international journal of science”, la comunità scientifica internazionale, dopo il caso delle gemelline cinesi nate dalla manipolazione degli embrioni, ha chiesto di fermare le sperimentazioni. Nel manipolare geneticamente gli embrioni, inattivando il gene CCR5 (porta di ingresso di HIV nelle cellule) per farle nascere resistenti al virus, il genetista, ha utilizzato la tecnica Crispr /cas 9 che è vietata su cavie umane negli Stati Uniti ed in molti altri Paesi, per i rischi che comporta il metodo, ma anche per motivi etici. Perciò, gli scienziati hanno deciso che venga fermata la sperimentazione genetica su gameti ed embrioni umani ed hanno chiesto una moratoria di cinque anni.
Al centro della discussione, la tecnica Crispr/cas 9 che ha grandi potenzialità, ma nello stesso tempo importanti implicazioni in termini di salute ed etici e verso la quale gli scienziati attendono di procedere con cautela. Va bene, infatti, curare una malattia o correggere difetti genetici, altro invece è aumentare le prestazioni di un individuo o creare in laboratorio l'embrione di un futuro atleta.
Negli ultimi 10 anni, l'editing genomico è stato sviluppato per una vasta gamma di sistemi sperimentali che vanno dalle piante agli animali e detiene un futuro promettente a diventare una strategia in laboratori di ricerca. Durante queste modifiche è possibile introdurre nel genoma riginario altri segmenti di DNA, precedentemente trattati in laboratorio, trasformando irreversibilmente il patrimonio genetico su cui si interviene. Pioniere in questo campo è stato Mario Capecchi, Premio Nobel per la Medicina 2007, che ha inventato il "gene targetting", cioè la modifica mirata di singoli geni, usato a scopo sperimentale in animali da laboratorio.
Si sono ottenuti buoni risultati in alcune malattie, come le immunodeficienze tipo Ada-Scid e l'atrofia muscolare spinale (Sma1). Sui tumori, con manipolazioni genetiche del sistema immunitario, è il caso delle CAR -T cells, terapia applicata all'Ospedale Bambino Gesù di Roma, su pazienti affetti da: immunodeficienze gravi, malattie genetiche, leucemie e altri tumori del sangue e messa a punto dal professor Franco Locatelli, Direttore del Dipartimento di Oncoematologia Pediatrica, Terapia Cellulare e Genica.
Da Capecchi, gli studi si sono evoluti sino alla Crispr Cas 9, la forbice molecolare che taglia in punti precisi del genoma e consente modifiche in modo mirato ed efficace. Crispr è l'acronimo di Clustered Regularly Interspaced Short Palidromic Repeats, cioè brevi ripetizioni palindrome raggruppate e separate ad intervalli regolari. E' il nome attribuito a una famiglia di segmenti di DNA contenenti brevi sequenze ripetute rinvenibili in batteri ed archei). Cas 9 è il nome delle proteine associate a Crispr, insieme ad altre proteine simili, fa parte di un sistema chiamato Crispr associated system. La tecnica Crispr /Cas è veloce, semplice ed economica, è precisa, ma non infallibile, taglia il DNA grazie a enzimi indirizzati nella giusta posizione, tramite una guida di RNA. L'applicazione della tecnica allo stadio embrionale o alle cellule riproduttive, può trasformare in modo irreversibile il patrimonio genetico di esseri viventi e tramandarlo così modificato alla discendenza. La frequenza di modificazioni non desiderate, associate all'editing genetico, con il sistema Crispr (off target), rappresenta la prima preoccupazione e fino a quando non siano stati perfezionati meccanismi per annullare questi effetti, il sistema non potrà essere applicato con sicurezza a scopo terapeutico alla linea germinale degli esseri umani, per possibili conseguenze imprevedibili. Si potrebbero sradicare patologie genetiche eliminando o riparando i geni difettosi, ma sarebbe possibile anche modificare, potenziandolo il patrimonio genetico individuale, generando cioè esseri umani con caratteristiche predeterminate. Attualmente, la tecnica non consente un intervento accurato e ciò può indurre mutazioni genetiche impreviste. I limiti etici della ricerca riguardano questioni di sicurezza nella sperimentazione: quando passare dagli animali all'uomo e ripropone la domanda della liceità e sui limiti della ricerca che manipola e distrugge gli embrioni. L'eventuale embrione umano modificato dovrà essere trasferito in utero e portato a nascita e seguito nello sviluppo e nella discendenza per verificare l'efficacia della tecnica. Si aggiungono anche domande su quali modifiche del genoma ammettere e dove segnare il confine fra interventi terapeutici e di potenziamento. Ci si limiterà a sostituire geni difettosi con altri sani, oppure si cercherà di migliorare il patrimonio genetico andando a modificare alcune caratteristiche, come ad esempio, la resistenza fisica o alcune patologie se con la scelta dei caratteri somatici? Nel dicembre 2015, al Summit di Washington, scienziati di più di 20 Paesi hanno discusso sulle nuove tecniche di editing genetico. E' prevalsa la prudenza, anche per il rischio di ricerche clandestine. Si è imposta una riflessione riguardo alla possibilità di modificare geni nelle cellule viventi, ma soprattutto la facilità introdotta dalla tecnologia Crispr Cas/ 9, metodo altamente accessibile che biologi dilettanti stanno iniziando a sperimentare. L'attenzione si è inoltre focalizzata sulla tecnica sperimentata da ricercatori cinesi che hanno modificato il genoma di embrioni, sollevando la possibilità di trasmettere le modifiche alle generazioni successive.