CRISPR: l’editing delle meraviglie, tra promesse e criticità

I progressi nella conoscenza della sequenza di basi che compongono il DNA, della sua struttura all’interno della cellula e del suo funzionamento controllato e regolato dalle molecole enzimatiche codificate dal DNA stesso sono stati importantissimi e, in tempi recenti, hanno aperto la strada all’ingegneria genomica. Sapendo ormai leggere e scrivere il messaggio genetico, l’editing si propone di correggerlo e modificarlo sostituendone pezzi più o meno lunghi rispondendo alle nuove esigenze terapeutiche e cognitive della nostra società. E queste esigenze non sono sempre legittime o prive di imprevedibili conseguenze.

 

 

Riscrivere l’umanità è l’ambizione, costosa, di numerosi ricercatori che, come spiega Kevin Davies in questo volume, sperimentano nuove tecnologie per sostituire chirurgicamente frammenti di un DNA che presenti un qualche difetto. La ricerca si propone di riparare i geni “guasti” responsabili di malattie rare negli individui colpiti ma il rischio è che, sapendolo fare, qualche laboratorio voglia anche modificare o introdurre geni migliorare l’intelligenza, le capacità atletiche o altro in individui sani. In un suo discorso, il presidente Putin ipotizzava la possibilità di soldati “capaci di combattere senza paura o compassione, senza pietà o nemmeno dolore”.

Prestigio, brevetti, premi, fama, finanziamenti e riconoscimenti internazionali rappresentano potenti stimoli per i gruppi di ricerca che fondano modernissime compagnie biotech per ottenere finanziamenti miliardari, e competono per essere i primi a pubblicare risultati efficaci di editing genomico.

Come spesso accade, la scoperta di questo sistema è dovuta alla attenzione di un giovane ricercatore, Francisco Mojica, capace di notare un evento sorprendente nel sequenziamento del DNA di alcuni archea capaci di vivere ad alte concentrazioni di sale. “Quando vedi qualcosa di molto strano non hai scelta, devi indagare” racconta Mojica. Ed è proprio l’osservazione imprevista, la capacità di accorgersi di un fatto che viola le regole conosciute quello che fa andare avanti il pensiero scientifico e porta a nuove conoscenze.

Si è così capito che l’anomalia riscontrata da Mojica è dovuta alla esistenza di un sistema molecolare chiamato CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats) utilizzato in natura dagli archea e dai batteri per difendersi dai virus che li attaccano, una specie di sistema immunitario.

Questo sistema che in natura permette di tagliare e sostituire sequenze di DNA nei batteri è diventato oggi uno strumento tecnologico particolarmente adatto all’editing genetico negli organismi superiori e sostituisce quasi completamente altri due sistemi di editing che utilizzano nucleasi: TALEN (Transcription Activator-Like Effector Nuclease ) e ZFN (Zinc Finger Nuclease). Effettuando tagli mirati sul DNA con il metodo CRISPR, si può poi intervenire con sostituzioni appropriate, aumentando la precisione con cui si possono eliminare segmenti di genoma responsabili di particolari disfunzioni. In tempi recenti, David R. Liu – biologo del MIT – ha dimostrato che si può modificare chimicamente una singola base sbagliata del DNA sia in cellule umane che nei batteri. Anche se questo meccanismo non è in grado di effettuare tutte le conversioni possibili di una base in un’altra, si può correggere la sequenza bersaglio senza imprecisioni e ridurre al minimo gli errori.

Luci e ombre su CRISPR

Nel 2020 è stato assegnato il premio Nobel a Emmanuelle Charpentier e a Jennifer Doudna che hanno usato il metodo CRISPR come forbice molecolare per modificare il DNA nelle piante ed altri organismi. Riconoscimenti, premi e successo non sono certo mancati alle due ricercatrici, alle Compagnie da loro fondate e ai loro collaboratori, ma ovviamente le possibilità di correggere o modificare il genoma, in particolare quello umano non sono esenti da rischi. Inoltre per mettere a punto la tecnica servono ancora centinaia di esperimenti, centinaia di milioni di dollari e migliaia di pazienti e volontari.

Proprio la difficoltà di prevedere effetti collaterali nella manipolazione del genoma rende inquietante l’entusiasmo con cui questa tecnica viene accettata dai ricercatori e descritta in questo volume. I comitati etici formati da scienziati di prestigio cercano di individuare delle limitazioni che portino al controllo degli esperimenti di editing senza precludere le possibilità di terapia per gravi malattie genetiche ed hanno ovviamente proposto radicali distinzioni tra manipolazione di linea somatica e manipolazione di linea germinale, in modo che comunque la mutazione introdotta non possa trasmettersi alla progenie.

Nonostante questo, sfidando le indicazioni etiche e trascurando i controlli, un giovane e ambizioso ricercatore cinese, He Jiankui ha ottenuto la nascita di due bambine e forse un terzo bambino che portano nel genoma la resistenza al virus HIV. Possibili effetti collaterali non sono ancora evidenti o noti in questi bambini editati, ma He Jiankui (che si aspettava uno sfolgorante successo) è stato condannato a un lungo periodo di reclusione e alla proibizione di proseguire negli esperimenti.

La manipolazione del genoma, facile da realizzare, può ormai espandersi in campi assai diversi, dall’agricoltura all’allevamento di animali editati per particolari caratteristiche, fino ai tentativi di ricostruire animali preistorici o estinti.

Da un punto di vista teorico, i principi base che hanno sostenuto fino ad ora la conoscenza biologica sono messi in discussione dalla tecnologia ed anche la selezione naturale su cui si fonda la teoria darwiniana viene contestata: Kevin Esvelt capo del gruppo Sculpting Evolution del MIT sostiene che la lenta evoluzione casuale lascia sopravvivere gli organismi ma è indifferente alle loro sofferenze e non è interessata a ottimizzare il loro benessere. L’editing genetico invece può selezionare e modificare gli organismi per migliorare la loro vita e da questo anche l’essere umano può trarre maggiori vantaggi.

Scienziati divisi sulla bioetica

Nel suo volume, di non facile lettura, Kevin Davies presenta con competenza microbiografie dei ricercatori più quotati, racconta le loro imprese e le loro ambiziose speranze, confronta opinioni alternative, ipotesi futuribili, sperimentazioni e manipolazioni possibili non tralasciando gli eventuali rischi su effetti collaterali ancora sconosciuti, su tecniche da perfezionare, su errori fatti, su risultati che non confermano le previsioni iniziali. La discussione nei comitati etici è ancora vivissima. Ma fa un certo effetto notare che mentre le teorie della complessità ci ricordano anche troppo spesso le imprevedibili conseguenze immaginate da Edward Lorenz sugli ipotetici danni provocati dal battito d’ali di qualche farfalla, i biologi d’avanguardia non si preoccupano troppo dei rischi collaterali e delle possibili conseguenze connesse alla manipolazione tecnologica di genomi che, dall’origine della vita, si sono mantenuti e trasformati adeguandosi al cambiamento delle condizioni ambientali e generando le “infinite forme bellissime” che avevano tanto colpito Charles Darwin.

 

Fonte: Galileo

LEGGI TUTTE LE ALTRE NEWS