I primi embrioni umani modificati geneticamente


    La prospettiva di applicare l’ingegneria genetica agli esseri umani si è fatta più vicina, con la pubblicazione del primo articolo scientifico che descrive gli sforzi compiuti per modificare gli embrioni. Prima di poter modificare i nostri geni senza correre rischi ci sarà ancora tanta strada da percorrere. Tuttavia, almeno un gruppo di ricercatori negli Stati Uniti e quattro gruppi in Cina stanno tentando di modificare gli embrioni umani. A questi primi studi ne seguiranno certamente molti altri.

    Immagine - Embrioni umani sono stati modificati geneticamente per la prima volta (Credits: Yorgos Nikas/SPL).Immagine - Embrioni umani modificati geneticamente per la prima volta (Credits: Yorgos Nikas/SPL).

    Il lavoro è stato realizzato utilizzando un una tecnica genetica denominata CRISPR (pronuncia "crisper").

    Il concetto della modificazione genetica è quello di apportare modifiche specifiche a un particolare gene, allo stesso modo in cui si può correggere un errore di ortografia. La modificazione genetica viene utilizzata da decenni, ma in organismi diversi dai topi; le applicazioni sui roditori infatti sono risultate difficili, costose e dispendiose in termini di tempo.

    La svolta è avvenuta qualche anno fa con lo sviluppo del metodo CRISPR, acronimo di "Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats" (brevi ripetizioni palindromiche interspaziate regolarmente raggruppate), i caratteristici set di blocchi ripetuti di DNA. Prima di allora, per ottenere un certo tipo di risultati erano necessari molti anni di lavoro. Oggi, grazie a tale metodo, i biologi possono raggiungere gli stessi risultati nel giro di poche settimane.

    La semplicità, la velocità e l'economicità del metodo CRISPR ha reso accessibile a molti gli esperimenti per la modifica dei geni. Mentre diversi team di ricercatori erano già al lavoro per tentare di modificare gli embrioni umani, recentemente sono stati pubblicati i risultati del gruppo di ricerca diretto dal dott. Junjiu Huang, ricercatore della Sun Yat-sen University, Cina.

    Ovuli scartati

    "Poiché le preoccupazioni di ordine etico precludono gli studi sulla modifica dei geni negli embrioni normali, sono stati utilizzati ovuli umani fecondati da due spermatozoi anziché uno solo" scrivono i ricercatori. Questi ovuli "polispermici" possono svilupparsi nell’arco di pochi giorni ma non riescono mai a svilupparsi normalmente e vengono scartati dalle cliniche della fertilità.

    Il team di Huang ha quindi tentato di modificare uno dei geni che codificano per l’emoglobina, la proteina che trasporta l’ossigeno nel sangue. Le mutazioni in questo gene causano la beta-talassemia. Attraverso l’utilizzo della tecnica CRISPR il team ha iniettato i vari frammenti di DNA ed RNA negli ovuli “polispermici”. Di 86 ovuli iniettati, solo quattro sono stati correttamente modificati. Si tratta di un tasso di rendimento di gran lunga inferiore rispetto a quello richiesto per rendere la modifica genetica della linea germinale umana una prospettiva attuabile. Dei restanti ovuli alcuni non sono sopravvissuti, altri non sono stati modificati correttamente.

    Mancare il bersaglio

    Oltre al gene della globina sono stati modificati anche altri geni. Tali alterazioni "fuori bersaglio" rappresentano una grossa preoccupazione, perché potrebbero causare gravi malattie.

    Dovrebbe essere possibile ridurre il numero di modifiche fuori bersaglio affinando la tecnica CRISPR. Tuttavia, è probabile che non sarà possibile eliminare completamente le modifiche indesiderate. Così, se mai la modifica dei geni verrà impiegata per modificare il materiale genetico umano ereditato, sarà fondamentale controllare gli embrioni da ogni eventuale effetto fuori bersaglio prima di impiantarli nella futura mamma. In teoria, tale controllo può essere effettuato rimuovendo una singola cella da un embrione in fase di sviluppo e sequenziandone il DNA. Si tratta di un metodo già impiegato in alcuni casi durante la fecondazione in vitro, per garantire che gli embrioni non portino con sé gravi malattie, chiamato diagnosi genetica preimpianto.

    Mosaici viventi

    Tuttavia, Huang ed i suoi colleghi hanno evidenziato quello che potrebbe essere un problema serio: gli embrioni sono praticamente composti da cellule modificate e da cellule non modificate, note anche col termine di mosaici genetici. Ciò significa che i risultati della prova genetica preimpianto potrebbero essere fuorvianti.

    Tali risultati non sono quindi incoraggianti per coloro che sperano di utilizzare la modifica dei geni per correggere le malattie ereditarie nei bambini. Tuttavia è ancora troppo presto per trarre conclusioni definitive. Forse l’utilizzo di ovuli imperfetti potrebbero essere all’origine della bassa efficienza e del mosaicismo. Il metodo CRISPR è ancora un metodo relativamente nuovo ed è probabile che ci siano notevoli margini di miglioramenti nei prossimi anni.

    A questo punto la domanda fondamentale è: questo tipo di ricerca dovrebbe essere portata avanti? Bisogna valutare se sia accettabile o meno modificare il DNA ereditabile della linea germinale umana. Alcuni ricercatori hanno chiesto una moratoria su questo genere di lavori e, secondo Huang, l’articolo è stato respinto da riviste scientifiche come Science e Nature anche a causa delle preoccupazioni di ordine etico.

    Tuttavia, sondaggi in vari Paesi indicano che in realtà ci sarebbe un sostanziale sostegno pubblico, in alcuni casi anche superiore al 50 per cento, a favore delle modifiche della linea germinale per prevenire malattie genetiche nei futuri bambini.

    L'efficienza della modifica dei geni può variare notevolmente tra i vari tipi di cellule. Per tale motivo, i ricercatori che portano avanti gli studi sostengono che per scoprire se il metodo è sicuro ed efficace sarà necessario provarlo direttamente sugli embrioni umani.

    Journal reference: Protein Cell, DOI: 10.1007/s13238-015-0153-5



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