La notizia che Liliana riporta (vedi Domande e Risposte) corrisponde al vero: il prof. Sirchia ha designato una commissione per lo studio della selezione degli ovociti. Ma ci siamo informati e ci risulta che a tutt'oggi questa commissione non si è mai riunita. Il dibattito etico su che cosa sia l'embrione e quale destino debba essergli riservato, a seconda che sia riconosciuto come essere umano o come cellula base (o insieme di cellule base) con il massimo delle potenzialità evolutive, crea profonde divisioni e costituisce una delle ragioni fondamentale alla base della richiesta di revisione della Legge 40 sulla procreazione medicalmente assistita.
La commissione di studio era nata con lo scopo di superare le divergenze ideologiche ed esaminare sul piano scientifico la realizzabilità di tecniche capaci di identificare le anomalie trasmissibili nelle cellule destinate alla riproduzione (ovocita e spermatozoo), prima che l'embrione stesso sia concepito.
L'analisi del DNA di un singolo ovocita o un singolo spermatozoo implica l'inattivazione della cellula che rimane priva di materiale genetico e non più vitale. Come fare allora?
Per quanto riguarda gli spermatozoi, per scegliere quali utilizzare per la fertilizzazione, l'esperto dispone di criteri piuttosto grossolani e di modesta affidabilità. Vengono scelti, per esempio, quelli che hanno maggiore motilità, dato che è stata scientificamente dimostrata una correlazione fra il grado di motilità e una generica normalità del materiale cromosomico.
Per quanto riguarda gli ovociti si potrebbe ricorrere all'analisi dei globuli polari. Che cosa sono i "globuli polari"? Sono cellule "minori" o secondarie che l'ovocita stesso emette nel corso di un complesso processo attraverso cui "matura" e si rende adatto, anche in termini di contenuto di materiale genetico, alla fertilizzazione da parte dello spermatozoo. Queste cellule minori contengono una "copia" del DNA dell'ovocita: su questa copia è possibile eseguire indagini per evidenziare anomalie di numero o di forma dei cromosomi o mutazioni genetiche conosciute. Dal risultato di queste indagini è possibile ricavare indirettamente la diagnosi della normalità o anormalità del DNA dell'ovocita, selezionando così quello adatto alla fertilizzazione.
(soprattutto a Chicago) applica questo metodo, in via ancora sperimentale, per la diagnosi genetica e il successivo impianto di embrioni: analizza infatti i globuli polari invece che le cellule prelevate direttamente dall'embrione (Verlinsky Y, J Assist Reprod Genet 1999,16,165; Strom CM,Pediatrics 2000,106,150). È importante sapere che comunque anche con questo metodo devono essere "prodotti" più embrioni e soprattutto che la conferma della diagnosi avviene in una fase in cui l'embrione è già stato "prodotto" (l'ovocita è stato fertilizzato dallo spermatozoo e il DNA delle due cellule si è fuso).
La maggior parte degli altri centri in Europa e altrove adottano il metodo classico del prelievo di cellule dall'embrione (tre giorni dopo la fertilizzazione dell'ovocita, ad uno stadio di sviluppo di otto cellule), con indagine diretta su queste (ESHRE Preimplantation Genetic Diagnosis Consortium, Human Reproduction 2002,17,233), proprio per le minori difficoltà tecniche e la maggiore accuratezza e affidabilità della diagnosi che se ne ricava. Questa è la situazione attuale, difficile dire di eventuali sviluppi futuri.
Per chi deve affrontare oggi le decisioni in questo campo, sembra inevitabile confrontarsi con il problema da cui siamo partiti, che è quello della liceità della selezione degli embrioni. In alcuni paesi essa è ammessa non solo in presenza di gravi malattie genetiche, ma anche allo scopo di "produrre" embrioni che abbiano tessuti compatibili e cellule idonee alla cura di altri membri della famiglia affetti da gravi malattie: nel caso di Luca (di cui si sono occupati anche i giornali alcuni mesi orsono), malato di talassemia, una malattia genetica grave che si eredita da due portatori sani con le stesse modalità della fibrosi cistica, i genitori sono andati all'estero e in un centro specializzato hanno procreato "in provetta" un certo numero di embrioni. L’acronimo in questo caso potrebbe essere Ugm, Umani Geneticamente Modificati, e potremmo usarlo per descrivere la problematica che accomuna alcuni filoni di ricerca su cui si sta discutendo a livello internazionale.
Stiamo parlando (proprio come per gli Ogm) della possibilità sempre più concreta, e in alcuni casi già realizzata, di far nascere persone con il patrimonio genetico determinato in laboratorio, a seguito di manipolazioni genetiche a carico dei gameti - ovociti e spermatozoi - o degli embrioni in vitro, cioè formati in provetta e nei primi stadi di sviluppo, prima di essere trasferiti in utero.
I lettori di 'Avvenire' sanno che un summit mondiale si è tenuto un anno fa, negli Stati Uniti, per discutere su una nuova tecnica di ingegneria genetica, molto più semplice ed accessibile di quelle a disposizione finora: sono state messe a punto delle 'forbici molecolari' (indicate dalla sigla CRISPR-Cas9) per 'tagliare e cucire' il Dna in punti ben precisi, ed eventualmente sostituire le parti eliminate. La procedura in generale si chiama 'gene editing', e promette di rivoluzionare il settore almeno quanto ha fatto negli anni 70 la tecnica del Dna ricombinante. Le applicazioni possibili sono praticamente illimitate, ma è su quelle sugli esseri umani che si è concentrato il dibattito pubblico, specie quando gli scienziati di settore di tutto il mondo hanno dichiarato concordemente che la tecnica non deve essere usata per far nascere bambini con il Dna modificato. La richiesta di moratoria del gene editing nelle procedure di procreazione assistita è stata praticamente unanime, mentre prosegue dappertutto, specie fra gli addetti ai lavori, la discussione sui limiti e i rischi della tecnica stessa soprattutto su gameti ed embrioni umani, dove le modifiche diventano ereditarie, irreversibili e dalle conseguenze incontrollabili.
Nel frattempo, in modo del tutto indipendente, si moltiplicano le segnalazioni di neonati, o nascituri, con il Dna di tre persone, due donne e un uomo, per la precisione: la rivista scientifica Nature ha recentemente dato conto di un bambino nato in Cina con questa procedura, oltre le due gravidanze già segnalate in Ucraina e il piccolo di cinque mesi venuto al mondo in Messico, spacciato erroneamente dai media come il primo bambino a essere così concepito. Si tratta di una manipolazione genetica molto meno sofisticata del gene editing: pensata inizialmente per i gameti femminili, consiste nel costruire in laboratorio ovociti con il Dna di due donne. Nello specifico, una fornisce il Dna del nucleo (cioè il 99,9% dell’intero patrimonio genetico, quello che determina i tratti somatici, per intenderci) e l’altra quello 0,1% all’interno di organelli chiamati mitocondri, che si trovano dentro l’ovocita ma al fuori del nucleo, e che hanno la funzione di 'motore' della cellula uovo.
Lo scopo è sostituire mitocondri geneticamente anomali, portatori di patologie ereditarie, con mitocondri sani, di una 'donatrice'. L’ovocita con il Dna 'doppio', una volta fecondato in provetta, diventa un embrione con un Dna 'triplo', di due donne e un uomo. La stessa procedura si può utilizzare, anziché su due ovociti, su due embrioni ai primi stadi di sviluppo: il risultato è ancora un embrione con il patrimonio genetico di tre persone, a scapito di un altro che viene distrutto. L’esperimento è stato bloccato negli Usa nel 2002, dopo che aborti volontari e spontanei di feti concepiti in questo modo avevano mostrato un’elevata frequenza di malformazioni, mentre dei più di venti bambini nati con il Dna triplo non si hanno notizie. La Gran Bretagna è attualmente l’unico paese al mondo a consentire il trasferimento mitocondriale, ma l’autorizzazione specifica a singole cliniche non è ancora stata concessa perché mancano le evidenze di sicurezza sanitaria per eventuali nati.
CRISPR e Genome Editing: opportunità e sfide etiche dello futuro della medicina (video documentario)
Infine, ancora in parallelo, continua la ricerca per produrre gameti in vitro: è stato appena pubblicato il primo lavoro che ha mostrato topi nati dalla fecondazione di ovociti formati e maturati interamente in provetta. All’orizzonte, anche se lontana nel tempo, la possibilità di replicare il tutto sugli uomini. Tre filoni di ricerca con un obiettivo identico: manipolare, fino a produrre, gameti umani. E se in linea di principio lo si vorrebbe fare per eliminare patologie ereditarie, fra gli obiettivi possibili ci sono anche quello del 'potenziamento' degli esseri umani, fino all’ipotesi di ottenere gameti femminili da cellule maschili.
Ma ci sono altri due punti che accomunano questi studi: il primo è squisitamente scientifico, e riguarda il trasferimento di queste procedure negli esseri umani. Allo stato attuale delle conoscenze, per verificare che le tecniche di manipolazione genetica siano realmente efficaci l’unico modo è trasferire in utero gli embrioni modificati - o formati da gameti modificati o artificiali - portare a nascita il bambino e seguirne lo sviluppo e la discendenza. Gli effetti di una modifica ereditabile del patrimonio genetico, infatti, possono emergere anche a distanza di anni dalla nascita, nelle generazioni successive. È questo il collo di bottiglia delle tre linee di ricerca: anche chi volesse fare sugli embrioni una ricerca distruttiva, per verificare che le modifiche genetiche volute sono state effettivamente ottenute, non otterrebbe alcuna risposta significativa studiandoli in vitro.
E infatti, come riporta il Nuffield Council nel suo primo documento sul gene editing, su circa 3900 articoli scientifici sul CRISPR-Cas9, solo due riguardano esperimenti su embrioni umani, il primo dei quali è stato addirittura rifiutato da riviste come Science e Nature, che sicuramente non si sarebbero lasciate scappare l’occasione di pubblicare, se lo studio fosse stato significativo. E l’intera comunità scientifica internazionale sarebbe dovuta insorgere alla notizia dei bambini con il Dna triplo, fatti nascere per un esperimento di manipolazione genetica, volutamente in paesi senza regole. Invece su Nature leggiamo di 'perplessità' e preoccupazioni da parte di singoli ricercatori del settore: reazioni a dir poco tiepide, completamente sproporzionate alla folle spregiudicatezza degli esperimenti, degni del peggior apprendista stregone.
A un recente congresso americano di settore, un componente del team di John Zhang, il medico newyorchese che ha operato in Messico per poter superare il divieto americano alla tecnica, ha dichiarato che il bambino è nato dall’unico embrione trasferito, maschio, che era anche l’unico embrione sopravvissuto. Ma non è stato riferito quanti ne erano stati formati con le manipolazioni mitocondriali, e perché gli altri si sono spenti. Mentre Valery Zukin, il medico che ha eseguito le procedure in Ucraina, ha fatto sapere che le due donne con gli ovociti modificati, attualmente incinte, non hanno patologie mitocondriali: l’esperimento è stato condotto perché si è ipotizzato che i precedenti aborti multipli delle due fossero collegati a difetti mitocondriali collegati in qualche modo allo sviluppo embrionale.
Il secondo punto che accomuna le diverse ricerche di cui abbiamo parlato è il problema della loro governance. Sheila Jasanoff, famosa docente di Science e Technology Studies alla JFK School of Government ad Harvard, insieme ai colleghi Benjamin Hurburt e Krishanu Saha, delle scelte sul gene editing ne fa una questione di «ripensare la relazione fra scienza e democrazia»: la posta in gioco è la governance dell’ingegneria genetica, che non può essere lasciata alla sola comunità scientifica. Il genoma umano è dell’umanità tutta e quello pur importante della salute pubblica non può essere l’unico criterio di scelta. Gli scienziati sono avvisati: l’eventuale opposizione dell’opinione pubblica a certe applicazioni tecnologiche «non riflette una incomprensione tecnica ma idee diverse da quelle degli esperti su come vivere bene con le tecnologie emergenti.
Strumenti teorici e sperimentali dell’ingegneria genetica
L’ingegneria genetica rappresenta uno sviluppo applicativo della genetica. Il termine è stato coniato nel mondo anglosassone, dove il verbo to engineer significa costruire e progettare, ma anche combinare, macchinare: in italiano un'espressione più appropriata sarebbe 'manipolazione genetica', se non fosse per le sue implicazioni negative. L'ingegneria genetica si è sviluppata verso la fine degli anni sessanta, grazie a una felice convergenza di diverse scoperte cui faremo cenno più avanti. Ha poi rapidamente assunto un'indipendenza concettuale e un'importanza economica talmente marcate da imporsi come disciplina autonoma: oggi esistono istituzioni di ricerca, cattedre universitarie e collane scientifiche dedicate a questa disciplina.
Attraverso interventi mirati su geni e genomi, l'ingegneria genetica tende a introdurvi alterazioni che saranno trasmesse alle cellule della discendenza insieme con i loro effetti. Le sue realizzazioni sono cospicue per quel che riguarda in generale i sistemi in vitro e gli organismi unicellulari; il lavoro in vivo su organismi pluricellulari è invece ancora in una fase esplorativa.
Questa dicotomia ha diverse spiegazioni: a parte la differente difficoltà dei due sistemi, forse la causa più importante va individuata in un'inadeguata definizione del rapporto tra geni e caratteri codificati. Da un punto di vista operativo, l'equazione tra gene e carattere codificato ha comunque prodotto risultati di grande rilievo: ha permesso di impostare le biotecnologie molecolari su una base scientifica solida.
La prima fase dell'ingegneria genetica tende a due componenti: gli inserti (i geni) e i vettori (strumenti di trasferimento). Queste operazioni mirano alla costruzione di strutture di DNA ricombinante che comprendono un inserto e un vettore: entrambi devono essere compatibili con la cellula ospite. Nella parte in vitro si procede all’isolamento di un genoma o di uno dei suoi geni, alla preparazione del vettore e alla saldatura tra vettore e inserto. Ne risulta una molecola ricombinante da verificare per identità, funzionalità e stabilità.
Isolamento di geni, sintesi di cDNA, PCR, trasfezione dei geni: queste tecniche sono elenchi sinteticamente riassunti, con eleganza descrittiva, delle tappe fondamentali della manipolazione genetica. Le rese disponibili includono l’uso di enzimi di restrizione, la clonazione in batteri, la costruzione di librerie genomiche e la caratterizzazione di geni tramite sequenziamento e mappe genomiche.
Applicazioni e considerazioni etiche
L’ingegneria genetica può essere considerata una tecnologia multidisciplinare che si avvale di una vasta rete di conoscenze scientifiche, dalla biochimica degli acidi nucleici alla microbiologia, dalla biologia cellulare alla chimica organica, sino alle più recenti genomica e proteomica. Le sue applicazioni spaziano dalla biomedicina alle biotecnologie, fino al settore agroalimentare ed ecologico. Tuttavia, la governance e l’etica restano temi centrali: la manipolazione dei geni umani, in particolare delle cellule germinali, è spesso considerata eticamente controversa e richiede un inquadramento normativo chiaro.
In ambito medico, le terapie avanzate pongono sempre quesiti cruciali. Quello che è importante sottolineare è che, allo stato attuale delle conoscenze, gli interventi sulle cellule germinali sono “eticamente irresponsabili”. Che cosa significa nel concreto?
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