L’ultima frontiera dell’ingegneria genetica: l’editing genomico

– di Norma Trezzi –

Nel contesto dell’ingegneria genetica è stata messa a fuoco una tecnica altamente innovativa in grado di modificare le sequenze di DNA degli organismi viventi con elevata precisione, relativa facilità e basso costo.
Questa metodologia, chiamata editing genetico o editing genomico, è in grado di trovare un errore nella sequenza del DNA, anche di una singola base, correggerla e ripristinare la sequenza. Questa è la realtà offerta da CRISPR-Cas9, una nuova tecnologia che ha preso d’assalto la comunità scientifica negli ultimi anni.

Per meglio comprendere questa tecnica possiamo pensare alla correzione automatica della scrittura digitale: scrivendo al computer capita talvolta di digitare per errore una lettera al posto di un’altra. In questo caso il programma di scrittura del nostro computer interviene per correggere automaticamente l’errore. Se non riesce, segnala che qualcosa non va e possiamo intervenire per ripristinare la scrittura corretta. La tecnica dell’editing genetico fa appunto qualcosa del genere: è capace di trovare l’errore nella sequenza del DNA, anche l’errore di una singola base, e di correggerlo ripristinando  la sequenza genica corretta.

CRISPR-Cas9 è un sistema che in natura i batteri usano per difendersi dagli attacchi virali, ma è stato recentemente sfruttato come tecnologia per tagliare il genoma in punti precisi. Il sistema comprende due componenti: CRISPR e Cas9.
CRISPR sta per “Ripetizioni Palindromiche Corte Interspaziate a Intervalli Regolari” e si riferisce a posizioni su un genoma in cui si ripete la sequenza del DNA.
In prossimità di queste ripetizioni ci sono i geni Cas, che codificano per importanti enzimi nel sistema. Uno di questi, Cas9, è una nucleasi, cioè un enzima che taglia l’acido nucleico (DNA o RNA).

I batteri usano questo sistema per pattugliare e distruggere le sequenze virali. Quando un batterio subisce una infezione virale taglia la sua sequenza genica e ne inserisce i frammenti nel suo DNA in determinate sequenze che sono “ripetizioni palindromiche raggruppate e regolarmente spaziate” (“clustered regularly interspaced short palindromic repeats”, CRISPR, appunto). L’RNA crea stampi di queste sequenze e, ancorato all’enzima Cas9, controlla in continuo il DNA presente nella cellula a caccia di quelle sequenze, pronta a degradarle.

Questo sistema ingegnoso, scoperto nei batteri, viene utilizzato nei laboratori per individuare geni da disattivare o da sostituire in tutte le cellule di altri organismi come un trova/sostituisci di Word.

Questa tecnica di editing permette di migliorare quelle tecniche di ingegneria genetica più complesse e meno precise che sono state utilizzate fino ad oggi.

LE POSSIBILI APPLICAZIONI DI MODIFICA DEL GENOMA UMANO

L’editing genomico potrebbe modificare molte aree della medicina, in particolare :

– le terapie cellulari, ad es. nel trapianto di globuli bianchi geneticamente modificati, in pazienti affetti da HIV o tumori del sangue come la leucemia e il linfoma.

– la terapia genica, ad es. con la correzione delle mutazioni che causano malattie genetiche in particolari tessuti o organi, come la distrofia muscolare.

– la realizzazione di xenotrapianti (trapianti di organi da una specie all’altra), ad es. dai maiali agli esseri umani, dove le cellule suine vengono alterate geneticamente per impedire la trasmissione di virus.

Evitare le malattie genetiche

L’uso dell’editing genomico nei trattamenti riproduttivi potrebbe impedire la trasmissione di alcune malattie ereditarie monogeniche alle generazioni future (ad esempio la talassemia o la fibrosi cistica). Apportando modifiche al DNA allo stadio embrionale molto precoce, questo verrà replicato in tutte le cellule del corpo man mano che cresce ed anche alle generazioni future.

La modifica del genoma può offrire un approccio alternativo alla prevenzione delle malattie familiari, specialmente in alcuni (anche se rari) casi in cui i metodi consolidati come la diagnosi genetica preimpianto (PGD) non sarebbero efficaci. Molte persone sono preoccupate per il possibile uso del editing genomico nella riproduzione umana, ad esempio, sulle implicazioni di modifiche genetiche che saranno trasmesse alle generazioni future.

Enhancement umano

Le variazioni genetiche non sempre possono causare direttamente la malattia, ma possono essere associate ad un aumentato rischio di sviluppare una certa malattia o, al contrario, avere un effetto protettivo contro una certa malattia. Ad esempio, un recente studio di laboratorio sull’editing del genoma di embrioni umani preimpianto ha riportato l’introduzione di una variante genetica che offre protezione contro l’HIV.

Questa modifica del genoma permette di “ingegnerizzare” gli esseri umani ritoccando tratti genetici indesiderati per migliorarne le prestazioni o talune caratteristiche.

Una questione molto discussa è la distinzione tra usi accettabili e inaccettabili.

Ci sono preoccupazioni che l’uso dell’editing genomico possa facilitare un uso spregiudicato del “consumatore, “o eugenetica “liberale”, guidata principalmente dalle scelte dei genitori, che potrebbero a loro volta esacerbare divisioni o disuguaglianze nella società.  Predeterminare le caratteristiche genetiche di una persona potrebbe essere giudicato eticamente inaccettabile.

Somatica vs germinale

Le modifiche nelle cellule somatiche non sollevano particolari problemi etici: la gestione dei rischi e benefici non presenta problemi qualitativamente differenti da quelle di altre usuali terapie mediche, come i trapianti e le trasfusioni di sangue e quindi già risolvibili in base alle regole già in uso nella sperimentazione clinica e terapeutica. Le modifiche delle cellule germinali solleva invece dilemmi etici in quanto si pone il problema della trasmissibilità degli effetti sulla discendenza.

ALCUNI INTERROGATIVI

-Considerato innegabile il beneficio terapeutico che può derivare per l’umanità per la cura di alcune malattie genetiche, altrimenti incurabili, ritenete che tali interventi possano essere applicati anche per la modifica di un genoma a livello embrionale?

-E’ moralmente accettabile il diritto di avere dei figli sani anche attraverso tecniche genetiche sia dopo la nascita sia prima di essa?

-Considerato innegabile il beneficio terapeutico che può derivarne per l’umanità, ritenete giustificato il grande investimento di denaro per la ricerca se la gente che ne ha bisogno avrà effettivamente accesso a tale beneficio?

-Prevedendo che ai risultati di tali ricerche potranno aver accesso, almeno inizialmente, solo i settori privilegiati della società, non si tradurrà tutto ciò in un aumento di disparità sia all’interno dei paesi ricchi sia tra paesi ricchi e paesi poveri?

-Nonostante le perplessità e i rischi che accompagnano le fasi di applicazione di questa tecnica non ancora efficacemente collaudata, ritenete che la ricerca debba continuare?

Le fonti utilizzate:

-L’editing genetico e la tecnica Crispr-Cas9: considerazioni etiche, CNB Comitato  Nazionale della Bioetica,  23 febbraio 2017

-Le Scienze, Articoli vari sulla tecnica CRISPR, http://www.lescienze.it

-Genome editing, an ethical review, Nuffield Council of Bioethics, settembre 2016

-Embryo editing: la nuova frontiera della medicina preventiva, D. Neri, Bioetica. Rivista interdisciplinare, n.  2-3. 2015

– La sperimentazione sugli embrioni umani alla luce della ricerca biomedica avanzata, D. Neri, Bioetica. Rivista interdisciplinare, n. 3, 2016

-Report of the IBC on Updating Its Reflection on the Human Genome and Human Rights, UNESCO,2.10. 2015

-UNESCO. 1997. Universal declaration on the human genome and human rights

International Summit on Human Gene Editing, A global discussion, Washington, dicembre 2015

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