17:05 24 Novembre 2020
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Quest’anno il premio Nobel per la Chimica è stato assegnato alla francese Emmanuelle Charpentier e alla statunitense Jennifer Doudna per aver messo a punto la tecnica delle cosiddette “forbici genetiche”, ossia il CRISPR-Cas9.

Questa metodologia di editing genomico consente di apportare modifiche puntuali al DNA e consentirà di debellare molte patologie ereditarie che prima si consideravano incurabili. Ma la possibilità di ricorrere a questa tecnica non sarà concessa a tutti.

Una bomba genetica

Nel 2012 Charpentier e Doudna testarono in via sperimentale la possibilità di editare il genoma con l’ausilio dell’enzima endonucleasi Cas9. Le scienziate introdussero nelle cellule una soluzione con due tipologie di RNA. Una riproduceva la sequenza di nucleotidi analoga a quella che avrebbe dovuto essere corretta. Questa molecola consentì di identificare il relativo filamento di DNA. Il secondo RNA (mRNA) svolse la funzione di guida per la sintesi del Cas9. Inoltre, innescò una reazione chimica a seguito della quale si sciolsero i legami fosfodiesterici tra determinate basi di DNA. La molecola recepì queste variazioni come gravi danneggiamenti e cominciò l’attività di riparazione. Questo fu sufficiente per disattivare il gene.

La tecnologia di editing si è rivelata così efficace (perlomeno sulle colture cellulari) che già prima del 2015 alcuni scienziati svizzeri modificarono per la prima volta il genoma di un embrione umano. Nel 2018 il ricercatore cinese He Jiankui annunciò di aver editato il DNA di embrioni umani prima della procedura di inseminazione artificiale. Di conseguenza, furono generati bambini nei quali mediante CRISPR-Cas9 era stato modificato il gene della predisposizione a contrarre l’HIV.

Più i pro dei contro

La comunità scientifica condannò duramente il lavoro di Jiankui poiché l’editing di DNA avrebbe potuto causare modifiche imprevedibili e spiacevoli dei geni. Lo scienziato fu condannato a una pena detentiva. Il suo articolo non fu pubblicato dalle riviste Nature e JAMA e nemmeno dal portale bioRxiv. Alcuni estratti del manoscritto comparvero sulla rivista MIT Technology Review.

Da allora tutti gli esperimenti sul genoma umano in Cina sono fuorilegge. In altri Paese non sussistono divieti, ma i principali genetisti, fra cui la vincitrice del premio Nobel Emmanuelle Charpentier, invitano per un periodo di 5 anni ad astenersi dal porre in essere qualsivoglia manipolazione del genoma di feti umani.

Pertanto, i tentativi dei ricercatori di ripetere l’esperimento di Jiankui non hanno trovato riscontro positivo. Ad esempio, quando lo scienziato russo Denis Rebrikov annunciò di voler editare il genoma di embrioni umani con sordità congenita, fu criticato non solo dai colleghi ma anche dal Ministero della Salute. Tuttavia, nessuno intende rinunciare a CRISPR-Cas9. Si tratta di una tecnologia su cui vengono risposte grandi speranze. Ad esempio, il Comitato del Nobel ha osservato che CRISPR-Cas9 rappresenta un contributo per i più innovativi trattamenti del cancro e consentirà di trasformare in realtà il sogno di debellare le patologie ereditarie.

È possibile, ma con le dovute precauzioni

Un mese prima della divulgazione dei nomi dei vincitori del Premio Nobel la Commissione internazionale per l’applicazione clinica di CRISPR-Cas9 ha prodotto un rapporto nel quale di fatto autorizza il ricorso alle “forbici genetiche” sull’uomo, ma soltanto in alcuni casi.

Anzitutto, i casi previsti pertengono a gravi patologie monogeniche ereditarie le quali non solo peggiorano la qualità di vita, ma “provocano anche gravi complicanze cliniche e morte prematura”. Proprio per questo, ad esempio, non è consentito modificare la condizione di sordità congenita, mentre si può e si deve editare il genoma di soggetti affetti da fibrosi cistica, distrofia di Duchenne, beta talassemia e malattia di Tay-Sachs. In questa ultima categoria di patologie figurano altresì la malattia di Huntington, le forme ereditarie del morbo di Alzheimer e la poliposi adenomatosa familiare.

La condizione necessaria per il ricorso a CRISPR-Cas9 è un elevato rischio di generare prole con queste patologie genetiche. Se un uomo e una donna non sono riusciti almeno una volta a diventare genitori, è possibile concedere loro il permesso ad editare il genoma dell’embrione prima della fecondazione assistita.

Inoltre, gli autori dello studio sottolineano che la varietà mutante del gene dopo l’editing può solo trasformarsi in una sana, conosciuta e diffusa all’interno della popolazione. È severamente vietato il ricorso a CRISPR-Cas9 su embrioni che non presentano mutazioni patogene nel DNA.

In altre parole, non è possibile correggere i geni legati al colore degli occhi o all’intelligenza.

Non sarà nemmeno possibile aggiungere nel DNA geni ulteriori in maniera analoga a ciò che si fa invece con le piante.  Ad esempio, quando gli scienziati dell’Università di Washington inserirono il gene di un coniglio nel DNA di una pianta di Potos (Epipremnum aureum), il vegetale è riuscito a ripulire l’aria con risultati migliori. È vietato fare lo stesso con embrioni umani.

“Queste condizioni sono applicabili soltanto in alcuni casi. Nella casistica restante c’è una sola soluzione: effettuare una diagnosi genetica preimpianto e una conseguente selezione degli embrioni “sani”. Tuttavia, talvolta può capitare che tutti gli embrioni della coppia siano portatori di una variante patogena. Allora l’editing del genoma embrionale è l’unica soluzione per generare un figlio sano. Ma non è possibile ricorrere alla tecnologia per “progettare” il proprio figlio a proprio piacimento, ossia per scegliere il colore degli occhi o dei capelli. Inoltre, se per il trattamento della data patologia esiste già una tecnologia o un farmaco efficace (come nel caso dell’HIV), l’editing embrionale non è indicato. Queste situazioni non sono affrontate nel rapporto. Ma, se si sa con certezza che il trattamento universalmente accettato per qualche motivazione non è adatto al caso concreto, vale la pena di valutare anche la variante delle forbici genetiche”, osserva Svetlana Smirnikhina, direttrice del Laboratorio di editing genomico presso il Centro federale di ricerca medico-genetica N. P. Bochkov.

Gli autori del rapporto non hanno fornito un elenco completo delle patologie per la cui risoluzione è autorizzato il ricorso a CRISPR-Cas9. Ma l’estate scorsa i genetisti russi hanno pubblicato un elenco simile. Dopo aver preso in esame i dati della banca dati internazionale ClinVar, sono state identificate 21 patologie di questo tipo.

Secondo Smirnikhina, non è da escludere che questo elenco si allunghi: infatti, quasi ogni mese vengono presentati nuovi strumenti di editing genomico. A fronte di una diffusione capillare di questa tecnologia, è fondamentale prevenirne il calo della qualità e di variazioni indesiderate nel DNA embrionale.

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