LamanipolazionedelDnaèlanuovafron3eradellagene3ca

Aggiungereigenibuoniecancellarequellica/vi,conuntagliaecuci(ouncopia-incolla)delDNA:èilcosidde:oedi$ngdelgenoma,unatecnicainnova<vachediversilaboratorialmondou<lizzanoperinterveniresulmaterialegene<conellasperanzadicorreggereidife/all’originedialcunemala/e.

Ilgene3cedi3ngogenetarge<ngèunatecnicaditerapiagenicaincuiunaspecificasequenzadelDNAcellulare,definita“target”,èdire:amentemodificata.L’eventodimodificazionesio/enesostanzialmenteintroducendoall’internodellecelluleunasequenzaesogenadiDNA,ingradodiriconoscereinmanieraspecificalasequenzatargeteapportareunaspecificaconversione.IlsegmentodiDNAesogenohaunasequenzaomologaallasequenzabersaglioedifferiscesoloperl’alterazionegenica(inserzione,delezione,sos<tuzione)da“introdurre”oda“correggere”.Inquestomodosifornisceallecellulel’esa:ainformazionegenica,ristabilendolanormalestru:uraeilcorre:ofunzionamentodellaproteinanellecellulemutate.

Crispr-Cas9:unatecnologiaall’avanguardia(nelse:oredell’ingegneriagene<ca)checonsentedirealizzareinterven<dimicrochirurgiasuigeni,modificandounasequenzadiDnainunpuntoprecisodelcromosomaconprecisioneefacilitàmairaggiunteprima.

Mentrelevecchietecnichegenomichesilimitanoadaggiungerematerialegene<co,CRISPRperme:eanchediintervenirepercancellareomodificaresezionispecifichediDna,offrendolapossibilitàdiriscrivereilgenomasecondoleproprieesigenze.IlsistemaCRISPR–Cas9,scopertonel2005nell'ambitodelleapplicazionibiotecnologicheperlaproduzionecasearia,èunmeccanismodidifesaimmunitariau<lizzatodaiba:eriperresisterealleinfezionideivirusba:eriofagi.

PerCrisprsiintendeClusteredRegularlyInterspacedShortPalindromic

Repeats,locuzionecheindicasegmen<didnachecontengonobrevisequenzeregolarieripetute.Sitra:adisequenzepar<colarmentefrequen<innatura:sonostateosservate,infa/,incircail40%deigenomiba:ericiso:opos<asequenziamento.LesequenzeCrisprsonopar<colarmenteimportan<perl’ingegneriagene<caperchéaesseèassociatouncomplessodigeni,ilCas(ovveroCrispr-ASsociated)checodificanoenzimiingradoditagliareildna.Unasortadisistema

immunitarioperglielemen<gene<ci:lesequenzeCrispr-Casriconosconoildnaestraneo(peresempioquellodeivirusba:eriofagi)elotaglianoedeliminano.

IlcompitodidanneggiareilDNAnonèaffidatoadagen<chimiciofisici,maaspecificheproteineche‘leggono’tu:oilgenomaetaglianonelpuntodesiderato,a:raversounmeccanismodiriconoscimentodellasequenzadiDNA.Esistonodiversi<pidi‘forbicimolecolari’,maquellepiùinvogaalmomentoperlaversa<litàefacilitàdiu<lizzosichiamanoCRISPR-Cas,ispirateaunmeccanismoba:ericodidifesacontroivirus.Èunsistemafa:odaduecomponen<:-unenzimacapaceditagliareilDNA(nelcasospecificoquellodelvirus,mapuò

essereuClizzatopertagliareilDNAdialtriorganismi),laCas9endonucleasi;CRISPR/Cas9=L’acronimostaperl’enzimaprodoKodalgeneCas9eiClustered

RegularlyInterspacedShortPalindromicRepeats,leripeCzionipalindromichedi

gruppidiDnaestraneo(divirusoquant’altro)disposCaintervalliregolari.-unamolecoladiRNA(guida)ognivoltadiversa,cheserveadindirizzarel’enzima

CAS9suunasequenzacorrispondentenelladoppiaelicadelvirus,doveavverrà

l’incisione.

Leforbicimolecolaricheservonopertagliarel’elicadelDNAnelpuntodesideratoesos<tuirneuntra:opossonoessereu<lizzateinalcuneformediterapiagenica,adesempiopercorreggereildife:ogene<conellecelluledelsanguediunpazienteconl’anemiafalciforme(Lacorrezioneèpermanente,eperme:ediconservarel’integritàdelgene) :inquestocasoilcambiamentononverrebbepassatoallegenerazionifuture.Intervenendoinvecedire:amentesull’embrioneosuovoci<espermatozoi,lamanipolazioneavrebbeeffe:ononsolonell’individuoincuièeffe:uata,maanchenellasuadiscendenza.

Inteoria,potrebbeservireperliberarsidimala/eereditariecomelafibrosicis<caoilmorbodiHun<ngton.Mapotrebbeancheessereusatoperintrodurregenicheconferisconolaprotezionedamala/ecomel’infartooilmorbodiAlzheimer.

BisognaconsiderarechelatecnologiaCRISPRpuòessereu<lizzataancheafinidi“enhancement”(aumentodellaperformance).Pensatechesipotrebbecercaredi“engineer”degliessereumaniconproprietà‘migliorate’,peresempioconossapiùsolide,omenoespos<amala/ecardiocircolatorie,omagariconproprietàconsideratedesiderabilicomel’averegliocchidiuncertocolore,oesserepiùal<,ocosediquestogenere.Siparladiumanifa/sumisura.

Unadellepossibiliapplicazionimalevoledell’ingegneriagene<capotrebbeservireataroccareleprestazionidegliatle<.Èildopinggene<co,dicuisiparlagiàdadiversiannimasucui,a:ualmente,diufficialeedocumentabilec’èancorapoco.Oggi,probabilmente,aseguitodelladiffusionecapillaredellaCrispr-Cas9,ilpericoloèancorapiùconcreto.Edèpar<colarmenteinsidiosoperchédeltu:oinvisibile:almomento,infa/,nonesistonoesamiingradodirivelareeventualimanipolazionigene<chesugliatle<,comecihaconfermatoRobertaPacifici,dire:ricedelRepartodifarmacodipendenza,tossicodipendenzaedopingall’Is<tutosuperioredisanità.

Ilserragliodellecreatureso:oposteamodifichegene<cheèsemprepiùnutrito.La

maggiorpartedeglianimalicuisonosta<sos<tui<,taglia<oincolla<pezzididnasonona<evivonoinCina.Nelbes<ariotroviamo,peresempio,imicro-maiali,chepesanocircaseivoltemenorispe:oaimaialid’allevamento,imaialisuper-muscolosi,ilmaialecon62modificazionigene<che,chedovrebbeservireallacostruzionediunafabbricadiorganidaimpiantaresugliesseriumani,capreconpiùpeloemassamuscolareecani,duebeagle,anch’essipiùmuscolosi,oltreascimmie,roditoriealtrianimali.Alcuniscienzia<diFiladelfiahannousatoCRISPRperrimuovereilDNAdelvirusdacelluleumaneinfe:edaHIV.Alcuniscienzia<cinesihannodimostratodipoteru<lizzarelatecnologiaCRISPRpercambiaredeigeniinembrioniumani

Unarivistascien<fica,ProteinandCell,hapubblicatogliesperimen<fa/in5laboratoricinesisuembrionidiscarto(eranosta<feconda<daduespermatozoicontemporaneamente):loscopoeraeliminareilgenecheprovocalabetatalassemia,unamala/agene<cadelsanguecausatadaundife:onellaproduzionedell’emoglobina.Gliscienzia<hannospecificatodiaveru<lizzatoembrioni“nonvitali”,forni<daclinichedellafecondazioneassis<ta:ovoci<feconda<daduespermatozoichenonpossonosuperareleprimissimefasidellosviluppoembrionale.L’esperimentoèconsis<tonell’inie:arenell’embrionefecondato,ancoraallostadiodiunasolacellula,deipar<colarienzimichefunzionanocomeforbicimolecolari,etaglianoilDNAnelpuntodesiderato(quelloaffe:odallamutazionecheprovocalamala/a)pali.Questodeiricercatoricinesièperòilprimoesperimentodicuisihano<ziaufficialeconembrioniumani.

BERSAGLISBAGLIATI.Dei71embrionirimas<vitali(su86u<lizza<)perlabreveduratadell’esperimento,54sonosta<controlla<:inpocomenodellametà(28perlaprecisione)ilDNAerastatotagliatonelpuntogiustomasoloinqua:rodiessieraavvenutalasos<tuzionedelgene“sano”.Iricercatorihannopoiosservatounaltonumerodimutazioni“fuoritarget”introdo:enell’embrione(inpra<cal’enzimahaagitonelpuntosbagliatodelDNA),ilcuieventualeeffe:oèsconosciuto.

Finoaoggi,l’approcciou<lizzatoèquellodiinserireall’interno

dellapiantadamodificareuntransgenechecodifichiperl’RNAguidaelaproteina,lasciandochesialapiantastessaasinte<zzareleforbicimolecolari.Avvenutoiltaglioelariparazione,lamutazionesifissastabilmentenelgenomaeiltransgenepuòessereeliminatonellegenerazionisuccessive.Aquestopuntonemmenoilpiùespertogene<stasarebbeingradodidireselamutazioneèstatao:enutaconilsistemaCRISPR-Casoseèstataprodo:adafenomeninaturali.

Recentemente,ungruppodiricercacoreanohadimostratocheèpossibileu<lizzarequesteforbicimolecolarisenzadoverneinserireilgenenellepiante,sinte<zzandoleproteineelaguidainlaboratorioeapplicandolidall’esterno.Lepiantecosìo:enuteportanolamutazionedesiderata,manonsonotransgenicheinnessunafasedellaloroproduzioneesonoindis<nguibilidapiantechehannonaturalmentelastessamutazione.

L’Europastatemporeggiandoprimadiprendereunadecisioneriguardoal<podiregoledaapplicareallepianteo:enuteinquestomodo.VannoconsiderateOGMoppureno?Ilgenomeedi<ngnonavvieneinnatura,maseunapiantanoncon<eneDNAesogeno,elamodificasubitaèindis<nguibiledaunamutazionenaturale,unarispostalogicaaquestadomandapotrebbeessereno.Questaalmenoèlaconclusioneacuisonogiun<negliSta<Uni<,doveèstatoapprovatol’usoinagricolturadidiversevarietào:enuteconquestetecniche.Sipone,quindi,ilproblemadellenormedaapplicareperdisciplinareirappor<commercialidiimportazioneinl’Europadapaesidoveilgenomeedi<ngèautorizzato.Vistochenonc’èalcunmododideterminareconcertezzasequestepiantesianoo:enutecontecnichedigenomeedi<ng,sel’UnioneeuropeascegliessediclassificarlecomeOGMequindiproibirnecol<vazioneeimportazionesitroverebbedavan<aundilemma:accantonarelapoli<caditolleranzazerosugliOGMecrederenellabuonafededegliesportatoricheprome:onounprodo:oOGM-freechenonpuòessereverificato,oppureproibiredeltu:oleimportazionidibenialimentaridaipaesicheautorizzanoilgenomeedi<ng?

ApareredialcuniscienziaClanuovagenerazionedibiotecnologie(CRISPR/

Cas9)crearisultaCidenCciaquellichesisarebberooKenuCaKraverso

l’uClizzazionediagenCmutanC(radiazioni,sostanzechimiche,ecc.)e,

pertanto,nonsarebbepossibilediscriminaretraquestepianteequelle

oKenutepermutazioneindoKa.Inconclusione,nonfarebberopartedel

gruppoOGM,cosìcomedefinitodallalegislazionecomunitaria. AltriinveceaffermanochequestenuovepiantehannoilpatrimoniogeneCco

modificatoinlaboratorio,mediantetecnichediingegneriageneCca,e,

pertanto,appartengonoalgruppodiquellepiantechelalegislazione

idenCficacomeOGM.InparCcolare,eminenCstudiosihannofaKonotareche

“DefinirecomegiuridicamentediversociòcheèscienCficamenteuguale

(sempredi“tagliaecucidelDna”sitraKa)puòessereunaennesimaalchimia

poliCcaacuilascienzanonsidovrebbeprestare”.

Lapreoccupazioneconsistenelfa:ochequestetecnichecertamentepiùsemplicidaquellefinoadoggiu<lizzate,consen<rebberolacorrezionedelDNAanchenellecelluleembrionalionellecelluleuovoequindidareorigineaneona<gene<camentemodifica<sopra:u:oinPaesidoveicontrollieleautorizzazioniperesperimen<diingegneriagene<casonofacilidasuperare.Latecnologiadelgeneedi<ngèstatau<lizzatarecentementesucellulestaminaliembrionaliegame<comelospermatozooel’ovocita.Proprioques<ul<miesperimen<hannosuscitatoi<morisegnala<dairicercatoriautoridellarichiestadimoratoria.Numerosialtriricercatoriinvecesuggerisconodiandareavan<sebbeneconledovutecautelenell’interessedeicircaven<milionidipazien<affe/damala/erarenellasolaEuropachepotrebberoguariredefini<vamenteso:oponendosiallatecnicadelgeneedi<ng.Questediscussionipotrebberoconciliarsilimitandol’applicazionedelgeneedi<ngsoloallaterapiadellecellulesoma<che(cioèsullecelluledeipazien<affe/damala/egene<che)enonallecellulegerminali(spermatozoioovoci<)oppureallecelluleembrionaliequindiaembrionipotenziali.

Unapossibileapplicazionedelgeneedi<ngacce:atae<camenteèquelladellaterapiacellulareinutero.Ladiagnosiprenataleprecoce,hapermesso,infa/,negliul<miannididiagnos<carepatologieinuterodalleprimese/manedivita.E’oggipossibileprelevarelecellulemalatedeife<,correggerleinprove:aconilgeneedi<ngequinditrasferirlenuovamentealfetochepotrànasceresanoconenormivantaggirispe:oall’impiegodiquestetecnologiedopolanascitaodurantelavitaadulta

Ingenerale,iricercatorisostengonocheètroppoprestoesisaancoratroppopocodiquestetecniche(esitoèconsideratoancoratroppoincertoerischioso)perapplicarlenellapra<ca,tra:andosioltretu:odimodificazionidelDNAtrasmissibiliallegenerazionifuture.IricercatorichehannochiestolamoratoriasuNature,echelavoranonelse:oredellaterapiagenicasullecellulesoma<che,temonoinoltrechequestaricercafacciacrollarel’interesseperillorose:ore,cheèquellodacuialmomentovengonolemaggiorisperanzedicuradimala/egene<che.Infine,c’èchipaventaunusoimproprioee<camentecontroversodiquestetecniche,abbinateallafecondazioneinvitro,percrearebambini“sumisura”.

InseguitoallamoratoriaèlastessarivistaNatureadareno<ziachelatecnologiaèstataeffe/vamenteimpiegata:ungruppodiricercaguidatodaJunjiuHuang,dellaSunYat-senUniversitydiGuangzhou,hapubblicatoirisulta<delsuolavorosuProtein&Cell,unarivistaonline.

Unaques<onee<catu:’altrochesecondaria,checiriportaaidiba/<nelcampodell’eugene3ca,riassumibilinelconce:o“èacce:abilepensareatecnicheperlamodificadelgenomanelcasodegliessereumani?”.Latecnicaèalmomentoconsideratalamigliorepereseguirequesto<podiedi<ng,lapiùprecisaequellaconuncostominore.

SONORICERCHELEGALI?Inmol<paesi,tracuil’Italia,cisonoleggispecifichechevietanolemanipolazionisull’embrioneelecellulegerminali.Inaltripaesi,peresempiogliSta<Uni<,nonc’èunbandoesplicito.Lamappadellapaginasuccessivamostrailquadrodellasituazioneriguardoalpanoramainternazionaledelleregolamentazioniinmateriadimodificheallecellulegerminali:banèriferitoaPaesidovesonoinvigoreLeggi(legislaCon)olineeguida(guidelines);restricCveindicarestrizionimanonbandoesplicito;ambiguousdovelaregolamentazioneèassenteopocochiara.

LegislaturaAncoranonesisteuncorpusdileggichelegiferil’ingegneriagene<cainmodouniformeintu:oilmondo.Proprioperquestomo<vo,diversiscienzia<ebioe<cis<stannocercandodime:ereapuntodellelineeguidacondivisecheregolamen<nol’a/vitàdiricercaneilaboratoriditu:oilmondo,salvaguardandolasicurezzadeipazien<escongiurandoilrischiodipra<cheeugene<cheetsimilia.

L’estremaversa<litàefacilitàdiu<lizzodiCrisprlohareso,naturalmente,estremamenteappe<biledalpuntodivistadellaproprietàintelle:uale.Adaprile2014,FengZhang,delBroadInsitutealMassachuse:sIns<tuteofTechnology,unodeipionieridell’u<lizzodellatecnicaperlamodificadelgenomanellecelluledeimammiferi,haregistratoilbreve:ostatunitenseperilCrispr-Cas9.

Anchese,comericordaScien<ficAmerican,giàdiversimesiprimacheZhanginviasseladomandadibreve:o(nel2012),ibiologimolecolariJenniferDoudna,dellaUniversityofCalifornia,Berkeley,eEmmanuelleCharpen<er,delMaxPlanckIns<tuteforInfec<onBiologydiBerlinoavevanoalorovoltareclamatolapaternitàdellatecnica.Almomento,lamatassaèalvagliodelloUnitedStatesPatentandTrademarkOffice,einEuropaèscoppiatouncasoanalogo.Tu/etregliscienzia<hannofondatoun’azienda(atesta)chefausodellatecnicaCrispr-Cas9.

Genomeedi<ngisapowerfulprocedurethathasalreadybeenagame-changerinhelpingscien<ststounderstandtherolesofgenesinhealthanddiseases.Itcooptsthenaturalimmunedefencesofbacteriatocreatewhatisoyendescribedas“molecularscissors”.Thesecancutout,butalsoreplace,strandsofDNAwithgreatprecision.Itispossibletochangesinglele:ersoftheDNAcode.

Tosignaltoresearchersthattheysupportgenome-edi<ngresearchandareopentothetherapiesthatmightfollow,onceexperimentsshowtheproceduresaresafeandworthwhile.Themajorityoffuturetherapieswouldtargetfaultygenesinpeople’sorgans,forexamplethemuta<onthatcausescys<cfibrosisinlung<ssue.Butgenomeedi<ngcouldalsobeusedtomodifyhumansperm,eggsandembryos.

Scien<stshopethatgenomeedi<ngwillleadtoradicalnewtherapiesforarangeofdiseases.Oneplanistoeditpa<ents’immunecellstomakethema:ackcancers.AnotheristomakeimmunecellsresistanttotheHIVvirus,sothatevenwhenitgetsintopeople’sblood,theviruscannottakehold.

Genomeedi<ngofembryosmightnothelpmanypeople,butitcouldgivecoupleswithgene<cdisordersachancetohavetheirowngene<cchildren.Ifacoupleknowthattheirchildrenwillinheritalife-threateninggene<cdisease,theycanchoosetohaveIVFwithadonoregg,orcanadoptachildinstead.Genomeedi<ngwouldworkbycorrec<ngfaultygenesinembryosbeforetheyareimplanted.

FONTI•  h:p://www.rainews.it/dl/rainews/ar<coli/L-edi<ng-gene<co-e-i-

bambini-gene<camente-modifica<-083a9a00-fdd5-4e21-9d93-64e9b8f6dfc2.html?refresh_ce

•  h:p://www.focus.it/scienza/scienze/edi<ng-dellembrione-che-cose-e-perche-fa-paura

•  h:p://www.scien<ficast.it/2015/11/19/genome-edi<ng-e-i-nuovi-ogm/

•  h:p://www.wired.it/scienza/biotech/2015/12/09/10-cose-sapere-sullingegneria-gene<ca/

•  h:p://www.agoravox.it/CRISPR-edi<ng-del-genoma-umano-a.html•  h:p://www.unicusano.it/blog/wp-content/uploads/2015/11/

FORBICI-SUL-GENOMA-UMANO.pdf

RealizzatodaGiulianaGiannuzziVAInternazionale