Dalla doppia elica all’editing del Dna

L’assegnazione del Nobel per la chimica ad Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna per lo sviluppo di un metodo per il genome editing ha portato alla ribalta la tecnica per compiere modificazioni genetiche: una via promettente per il futuro della scienza, nel rispetto degli individui. Ne parla Elisa Corteggiani, responsabile del settore scientifico dell’Uaar, nell’ultimo numero di Nessun Dogma.

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La prima metà del XX secolo ha inaugurato lo studio dell’informazione genetica. Donne e uomini di scienza in giro per il mondo costruivano i pezzi di una realtà che ormai appartiene culturalmente a tutti: ogni essere vivente ha un libretto di istruzioni, scritto nei suoi acidi nucleici, che determina le sue strutture, il suo funzionamento e che viene passato in eredità, in tutto o in parte, alla sua progenie. È stato un passo enorme nella nostra visione della vita e oggi siamo ancora nel bel mezzo della rivoluzione culturale cui questa scoperta ha aperto la strada. L’immagine della doppia elica del Dna è oggi l’archetipo della vita.

I progressi culturali della genetica moderna sono stati costantemente accompagnati dalla ricerca e dalla scoperta di tecnologie per manipolare il Dna, per intervenire in modo informato sulle caratteristiche degli organismi che coltiviamo e alleviamo e per continuare a lenire le nostre sofferenze, risolvendo anche le patologie più complesse alla radice.

Ogni singolo passo di questo percorso di conoscenza è stato festeggiato come un evento epocale e forse lo è stato davvero. A ogni progresso, la comunità scientifica, soprattutto quella americana, ha voluto condividere con il grande pubblico la gioia della conquista e l’importanza delle nuove prospettive, guardando non solo al presente ma molto molto oltre e offrendo alla società l’opportunità di ragionare per tempo sulle implicazioni etiche e politiche delle nuove scoperte, ma anche fomentando grandi aspettative, spesso disattese, e altrettante paure. Su questa scienza, una buona parte della società si è annichilita, polarizzata da una parte su una percezione magnificata dei progressi scientifici e dall’altra sul rifiuto pessimistico dei prodotti della scienza, percepita come troppo potente e spesso non capita.

Con la scoperta del primo kit di strumenti molecolari per tagliare e cucire le sequenze di Dna, si faceva strada negli anni ‘60 l’idea dell’“ingegneria genetica”, che poneva l’attenzione sulla capacità di manipolare i genomi in modo progettato e specifico, in contrasto con i cambiamenti casuali e fuori controllo che fino a quel momento l’umanità aveva prodotto in gran quantità sugli altri organismi con l’allevamento e l’agricoltura. I primi prodotti dell’ingegneria genetica sono stati all’altezza delle più alte aspettative di progresso etico e tecnologico: dai successi della terapia genica nel trattamento di patologie prima incurabili, all’invenzione e produzione di farmaci biologici, fino alla progettazione e diffusione di colture con alta produttività e migliorato valore nutrizionale.

Eppure il maggior contraltare di questi successi dell’umanità è stato un aumento della diffidenza nei confronti delle biotecnologie, accusate di stravolgere in modo incontrollabile la natura delle cose, sebbene intervengano con modificazioni molto più contenute e più controllate di quelle cui le tecniche agronomiche del passato ci avevano abituati.

La nuova direzione delle biotecnologie è oggi l’“editing”: l’idea non è più quella di realizzare grandi progetti di ingegneria, ma è quella di apportare piccole modifiche, qualche correzione, piccoli ma significativi cambiamenti. La scienza non è sorda al clima culturale della società o forse ha scoperto che le piccole modifiche, almeno per il momento, sono molto più utili e molto più alla nostra portata dell’invenzione di nuova vita da zero. In fondo l’evoluzione procede proprio così, per piccoli cambiamenti.

Negli ultimi trent’anni la ricerca di strumenti per la manipolazione del Dna si è concentrata sulla precisione.

Oggi sappiamo che quando si produce una piccola interruzione nella sequenza di Dna di un cromosoma, il danno viene riparato dalla cellula usando come stampo il Dna del cromosoma omologo oppure una sequenza stampo inserita ad hoc. Una piccola interruzione consente di fare tante cose, dalla distruzione di una informazione, al suo cambiamento, all’inserimento al suo interno di informazioni aggiuntive. La cosa importante è fare con precisione un piccolo taglio nel punto giusto.

Fra gli anni ‘90 e il 2010 sono stati scoperti e messi a punto vari sistemi enzimatici costituiti da due domini proteici: uno in grado di indirizzare l’enzima verso sequenze specifiche di Dna e uno in grado interrompere il Dna in quella precisa posizione.

Per avere una gamma di strumenti molecolari adatti per ciascun pezzettino di cromosoma sul quale intendiamo intervenire, bisogna progettare e costruire un gran numero di questi sistemi enzimatici. Negli ultimi anni le aziende ne hanno prodotti alcuni molti interessanti, che potranno essere utilizzati per correggere specifici difetti genetici che oggi affliggono molte persone, tuttavia si tratta di un lavoro su piccola scala, perché progettare e produrre proteine di varia forma è un compito molto difficile, lungo, dispendioso e non sempre possibile.

Pochi anni più tardi, si è scoperta nei batteri una endonucleasi in grado di tagliare il Dna in un punto preciso, individuato da una sequenza di Rna invece che da una proteina. Per la scienza di oggi progettare e produrre piccole molecole di Rna in grado di riconoscere specifiche sequenze lungo i cromosomi è facilissimo, veloce e poco costoso.

A capire in dettaglio come funziona una particolare endonucleasi guidata da Rna, a un livello di comprensione che rende possibile replicare l’esperienza in modo artificiale e con variazioni, sono stati i gruppi di ricerca guidati da Jennifer Doudna ed Emmanuelle Charpentier, in collaborazione tra loro. Con la scoperta, comprensione e messa a punto di un sistema di modificazione del Dna guidato da piccole molecole di Rna, si è aperta per la scienza di oggi la via dell’editing di precisione su qualsiasi sequenza di Dna che si desideri. Attenzione, non significa che tutto funzioni già e che possiamo andare in clinica domattina a chiedere di cambiarci i connotati, ma la strada è aperta e sembra promettente.

Si tratta di un passo in una direzione verso la quale la comunità scientifica si muove da tempo, eppure per alcuni la portata di questa innovazione è così grande da rappresentare una svolta epocale. A otto anni dalla pubblicazione del primo lavoro che dimostrava come si possa usare il sistema CrisprCas9 per modificare tratti di Dna di interesse, Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna sono state insignite del premio Nobel per la chimica.

In questi otto anni il sistema Crispr-Cas9 ha fatto il suo ingresso in una miriade di laboratori che si occupano degli ambiti più svariati della conoscenza biologica, utile per la ricerca di base e potentissimo per la ricerca applicata.

Correggere e modificare le cellule somatiche di un individuo in grado di esprimere una volontà e di scegliere per sé stesso, attiene alla sfera delle libertà individuali. Se i più conservatori tuonano contro la possibile deriva autoingegneristica dei corpi per futili ragioni, gli entusiasti si vedono già supereroi e longevi; ma il vero dibattito etico, nella gran parte dei casi, si gioca su come distribuire in modo giusto le limitate risorse di cui dispone la società, al fine di garantire a tutti un eguale diritto di accesso a uno strumento potenzialmente in grado di migliorare la qualità della vita, in accordo con le diverse idee di vita bella che ciascuno coltiva. Sull’ingegneria genetica delle cellule umane e dei microrganismi che si fanno crescere nei laboratori, le perplessità sono state da lungo tempo superate in ragione dei grandi vantaggi offerti all’umanità: anche i più affezionati del “naturale”, qualsiasi cosa questo voglia dire, e perfino i vescovi, accettano per lo più di buon grado la somministrazione di farmaci biologici, quando vedono la propria salute o la propria vita in pericolo.

È curioso che nel vecchio continente, e in Italia in particolare, preoccupino di più gli interventi di modificazione genetica sulle piante coltivate a scopo alimentare, che gli interventi sull’uomo.

A far pensare la comunità umana, in questi anni, sono state in particolare le modificazioni genetiche ereditarie, quelle che le generazioni successive ricevono senza aver potuto scegliere e che forniranno la base per l’evoluzione della vita futura, che si tratti di esseri umani o di specie selvatiche di altro genere. Limitare la libertà di chi verrà dopo, giustamente non ci piace, eppure la gravità di alcuni casi sembra giustificare moralmente di più l’intervento prenatale che il rispettoso, libertario, non intervento. Chi non debellerebbe, grazie alla genetica, le forme di cecità che non si possono più riparare terminato lo sviluppo? Chi non metterebbe mano alle anomalie che provocano maggiore invalidità e chi infine non prenderebbe in considerazione la possibilità di correggere le sequenze di Dna che portano a una crescita molto inferiore alla media delle facoltà intellettive o di quelle motorie? Eppure questa forma di solidarietà verso gli individui futuri poggia su una scelta fatta da noi oggi riguardo a quale sia il modo più degno e più piacevole di vivere la vita e seleziona il tipo di esseri umani che costituiranno la società futura. Scegliere caso per caso è necessario, ma non è necessariamente facile!

Un aspetto estremamente rilevante, per poter guardare con ottimismo al futuro delle biotecnologie, è la costruzione di un dialogo razionale, rispettoso delle libertà individuali e dei punti di vista di tutti gli esseri umani, liberi e uguali, in fatto di modificazione dell’informazione genetica, soprattutto di quella ereditaria. Per coltivare questo dialogo e tradurlo in forme di democrazia deliberativa, bisogna sottrarre le scelte su queste tematiche alle forme di potere dogmatico e alla comunicazione strillata e unidirezionale che oggi caratterizza il libero mercato del profitto e della conquista del potere politico. Mentre la scienza continua la sua strada verso la piena realizzazione della manipolazione genetica informata, la comunità umana deve dotarsi di buone regolamentazioni sia al livello locale sia internazionale e aprire una via del no profit per la terapia genica. Il posto dell’impresa privata nel business della manipolazione genetica è importante, ma deve essere relegato agli spazi definiti da buone leggi e da una società attenta; il luogo di queste decisioni deve rimanere culturale e sociale, tanto le scelte individuali come quelle di più ampia portata devono essere protette dall’influenza semplicistica e manipolatoria della comunicazione acchiappa-clic, acchiappa-consensi, acchiappa-consumatori.

La straordinaria diversità della vita è frutto delle sorprese che riserva l’evoluzione quando esplora l’imprevedibile, la complessità che caratterizza noi e gli altri viventi nasce da qui; voler tenere tutto sotto controllo con l’ingegneria e con l’editing significa aumentare l’utilità e diminuire la sofferenza ma anche chiudere le porte, in parte, a quello che deve ancora venire. C’è ancora una volta una competizione fra i diritti degli individui che vivono oggi e quelli che arriveranno, c’è un valore di responsabilità nel mantenere il controllo ma anche uno nell’esplorare l’imprevisto. Non ritengo etico mettere il futuro al di sopra degli individui, permettere la sofferenza per sperare in una umanità nuova, però porre il rispetto per gli individui di oggi e di domani al centro significa soprattutto costruire adesso una società non omologante, dove tutti gli esseri umani, nelle loro diversità, abbiano un posto felice e diritti veramente uguali; trovare un equilibrio tra solidarietà, integrazione delle minoranze e intervento sulle potenzialità genetiche.

 

Elisa Corteggiani


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