Embrioni umani modificati geneticamente per prevenire malattie, ecco come hanno fatto

Era solo questione di tempo, ma tutti anche solo per logica, abbiamo sempre saputo che ci saremmo arrivati e così è stato: un team di  ricercatori del gruppo di Shoukhrat Mitalipov dell’Oregon Health & Science University di Portland, ha impiegato la nuova e potentissima tecnica Crispr-Cas9 per correggere un gene responsabile di una malattia cardiaca. Lo sviluppo degli embrioni è stato bloccato dopo pochi giorni: le questioni etiche di fronte all’eventuale nascita di bambini Ogm sono troppo scottanti. Ma se la gravidanza fosse stata portata a termine, non solo sarebbero nati dei bambini sani. Anche i loro figli sarebbero stati al riparo dalla mutazione genetica pericolosa.

L’eccezionale studio americano, realizzato con la tecnica di editing genetico Crispr-Cas9, è descritto su ‘Nature’ e promette di fare il giro del mondo. La notizia dei primi embrioni umani geneticamente modificati negli Stati Uniti era stata anticipata nei giorni scorsi sulla ‘Mit Technology Review’ e segue il primo tentativo in assoluto di questo tipo, effettuato due anni fa in Cina.

Questi risultati, spiegano i ricercatori del gruppo di Shoukhrat Mitalipov dell’Oregon Health & Science University di Portland, “aumentano la comprensione della sicurezza e dell’efficacia dell’editing del Dna delle cellule germinali umane”. Tuttavia molte questioni rimangono aperte, prima di arrivare a esplorare le applicazioni cliniche di questa tecnica. E non solo a livello etico: queste modifiche, infatti, si trasmettono alla prole. C’è infatti anche il nodo della riproducibilità dei risultati su altre mutazioni. Finora gli scienziati americani avevano osservato con un mix di timore, invidia e qualche allarme le indagini su questa tecnica. I precedenti tre studi sulla modifica degli embrioni umani erano stati infatti pubblicati tutti da scienziati cinesi. Mitalipov ha usato un approccio in parte differente e l’idea è che abbia aperto nuove strade dimostrando che è possibile correggere in modo sicuro ed efficace i geni difettosi che causano malattie ereditarie.

Sono stati identificati più di 10.000 disturbi ereditari controllati da un unico gene, inclusa la cardiomiopatia ipertrofica, una malattia del muscolo cardiaco che colpisce circa una persona su 500 e può causare morte improvvisa e insufficienza cardiaca. Ereditare una singola copia di una mutazione nel gene Mybpc3 può determinare la cardiomiopatia ipertrofica. Per evitare che le mutazioni dannose siano trasmesse alla prole, oggi si può optare per la fecondazione assistita e la diagnosi genetica preimpianto, che permette di selezionare embrioni senza la mutazione nociva per il trasferimento in utero.

I recenti sviluppi dell’editing genetico suggeriscono che le tecniche di ‘taglia e incolla’ del Dna potrebbero essere usate per correggere le mutazioni negli embrioni, aumentando così il numero di quelli disponibili per il trasferimento. Per valutare la sicurezza e l’efficacia della correzione con le ‘forbici genetiche’, Shoukhrat Mitalipov e i suoi colleghi si sono concentrati sulla mutazione Mybpc3 e la cardiomiopatia ipertrofica. Il team ha prodotto numerosi zigoti fertilizzando ovociti da donatrici sane con spermatozoi da un maschio portatore eterozigote della mutazione (dotato di una copia mutata e una normale del gene).

I ricercatori hanno usato Crispr-Cas9 per fare un taglio sulla sequenza genica mutante e poi hanno monitorato come gli embrioni umani riparavano queste ‘fratture’ del Dna. Nella maggior parte dei casi, le interruzioni sono state riparate “in modo efficiente” utilizzando la copia non mutata del gene dal donatore. Di conseguenza, circa due terzi degli embrioni contenevano due copie del gene ‘nel mirino’ libere della mutazione. Gli autori hanno anche trovato un modo per eliminare il mosaicismo, fenomeno in cui gli embrioni sono composti da due o più tipi di cellule geneticamente differenti.

Le malattie note che sono causate da un singolo gene mutato sono circa 10mila. Quando Crispr taglia il Dna laddove c’è un difetto, la doppia elica tenta subito di ricucirsi. I ricercatori usano allora lo stratagemma di inserire nel nucleo della cellula un gene corretto, che – almeno teoricamente – dovrebbe essere acciuffato dal Dna e usato come toppa. In questo modo è possibile non solo tagliar via un gene mutato, ma anche sostituirlo con una copia artificiale del gene corretto. Nell’esperimento americano questo è avvenuto in un solo embrione: tutti gli altri, fra i 42 in cui Crispr ha agito con successo, avevano semplicemente fatto ricorso alla copia materna del gene, sana in origine. Nelle malattie genetiche in cui anche una sola copia difettosa può provocare problemi, questo tipo di intervento sarebbe stato inutile.

Insomma, mentre l’approccio cinese presentava diversi limiti, i risultati indicano che quello statunitense è efficace e che l’obiettivo di Crispr-Cas9 è molto preciso, fornendo qualche garanzia anche rispetto alle preoccupazioni sulla sicurezza di questa tecnica. Inoltre, non vi è traccia di mutazioni fuori bersaglio. Questi risultati, concludono gli autori, suggeriscono che un simile approccio potrebbe essere utile per la correzione di mutazioni ereditarie negli embrioni umani, in combinazione con la diagnosi pre-impianto. Insomma, i bebè ‘disegnati su misura’ sembrano più vicini.

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