Selezione In-naturale: non solo una serie Netflix. La tecnologia CRISPR/Cas9 per modificare il DNA

Se tu avessi un’idea che fosse offensiva per la società, la terresti per te?”


E’ proprio con la citazione del famoso naturalista Charles Darwin riferita alla sua teoria evoluzionistica, allora rivoluzionaria e fortemente discussa, che inizia la curiosa serie originale Netflix intitolata “Selezione Innaturale”. Un mini-documentario di 4 episodi che esplora il mondo dell’ingegneria genetica ed in particolare della manipolazione del DNA in campo biomedico (e non solo), attraverso la tecnica del di CRISPR/Cas9. Un processo, quindi, che andrebbe contro il naturale meccanismo di selezione naturale descritto da Darwin nella sua più grande opera “L’origine delle specie”.

Ma com’è possibile oggi modificare il DNA e in cosa consiste questa tecnica?

L’idea nasce nel 2012 quando le ricercatrici Jennifer Doudna e Emmanuelle Charpentier fecero una scoperta rivoluzionaria: individuarono la possibilità di utilizzare un meccanismo di immunità batterica per modificare il DNA di altri organismi. Feng Zhang fu il primo ad ottenere il brevetto per utilizzare questa tecnica nelle cellule umane. Il sistema prende il nome di CRISPR/Cas9, dove CRISPR sta per Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats e Cas9 sta per la proteina endonucleasica ad esso associata. Questa scoperta ha scaturito dibattiti molto accesi tra i ricercatori, come vedremo in seguito.


Il meccanismo venne scoperto inizialmente nei batteri, i quali, quando vengono attaccati da un virus, creano uno stato di immunità acquisita per distruggerlo nel minor tempo possibile.

Questo avviene grazie alla capacità del batterio di memorizzare la sequenza virale nel CRISPR come fosse un database: in caso di una seconda infezione da parte dello stesso virus, il database passa le informazioni alla proteina Cas9, che va alla ricerca del genoma virale in tutto il batterio per distruggerlo effettuando dei tagli nella sequenza di DNA.

La particolarità di questo sistema è la sua capacità di tagliare la doppia elica del DNA nel sito richiesto e la possibilità dunque di programmare un complesso in grado di riconoscere sequenze specifiche per modificarle.

Osservando l’immunologia batterica, i ricercatori si resero conto che questa tecnica poteva essere utilizzata nell’editing genetico di altri organismi, “istruendo” il sistema CRISPR/Cas9 ad attaccare le zone da essi richieste, dunque modificando e correggendo il DNA a proprio piacimento.


In campo biomedico, questa nuova tecnologia viene utilizzata nel combattere le malattie genetiche che colpiscono specifici geni nella sequenza di DNA, tagliando nel punto specifico danneggiato e sostituendolo con una copia corretta.

Un esempio di questa applicazione è la fibrosi cistica, una malattia causata dalla mutazione del gene CFTR: i ricercatori stanno cercando un modo di utilizzare il CRISPR per correggere la mutazione. In questo modo si cerca di evitare uno dei maggiori effetti negativi di questo meccanismo: l’off target, ossia la possibilità di danneggiare i geni vicini all'obiettivo, causando mutazioni indesiderate. Altri esempi di ricerca sono quelli per la risoluzione dell’anemia falciforme o l’HIV. Ad oggi ci sono numerosi studi per l’utilizzo di questo meccanismo, che non sono solo incentrati su animali e umani, ma anche sulle piante che vengono modificate per renderle geneticamente “migliori”.


Il dibattito bioetico sul CRISPR oggi è molto complesso soprattutto riguardo ai fini del suo utilizzo.

Essendo il CRISPR in grado di modificare la sequenza genetica, le ricerche possono essere effettuate anche in cellule embrionali, oltre a quelle adulte, causando un cambiamento nel DNA, poi ereditato nelle future generazioni, e cambiando così l’intera discendenza. Il caso più conosciuto è quello del 2018 eseguito da He Jiankui: le Baby CRISPR. Il biofisico cinese ha modificato geneticamente due esseri umani prima della nascita cercando di renderle immuni al virus dell’AIDS, creando una delezione Delta-32 nel gene CCR5. Poco si sa oggi delle due bambine e dello scienziato, ma molte sono le perplessità etiche riguardo questo studio. Per questo motivo le possibilità di utilizzo di questo sistema sono ancora molto limitate dalla legge, essendo una nuova scoperta poco conosciuta in grado di causare enormi danni se in mani sbagliate. La stessa Doudna ha richiesto uno stop temporale nell’utilizzo della tecnica per dar modo di renderla più precisa prima di qualsiasi sperimentazione.


Un esempio di esperimento che all’apparenza sembra innocente è l’utilizzo della tecnologia per sterminare le specie di zanzare, portatrici di malattie come la malaria. Gli scienziati hanno provato ad utilizzare il CRISPR/Cas9 per generare un gene mutante che lascia le zanzare femmine incapaci di riprodursi, ma consente ai maschi di continuare a diffondere la mutazione dell'infertilità femminile alla prole, causando così la scomparsa della specie dopo alcune generazioni. Nonostante questa ricerca possa sembrare utile per evitare la diffusione di malattie, sarebbero enormi anche gli effetti negativi sull'ecosistema che si riverserebbero sul mondo intero.


Ormai lo abbiamo capito tutti, la scienza e la tecnologia procedono ad una velocità strabiliante, basti pensare che solamente nel 2003, dopo ben 13 anni di lavoro, è stato completato il progetto di ricerca scientifica internazionale “Genoma Umano” finalizzato a determinare le coppie di basi che compongono il DNA, e di identificare e mappare tutti i geni del genoma umano sia dal punto di vista fisico che funzionale. Oggi, dopo 17 anni da questa scoperta, già stiamo pensando a come modificarlo.

Se da un lato il CRISPR oggi ci lascia molte speranze nel campo della ricerca contro numerose malattie anche mortali, dall’altro lato incute anche molte paure nel campo etico. Saremo in grado di gestire questa nuova scoperta o diventeremo i programmatori di un nuovo mondo creato a nostro piacimento?


(Foto di copertina: shorturl.at/hqOP0)

Miriam Sonnino

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