Anna Meldolesi – E l’uomo creò l’uomo

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Ricopiare il codice genetico

recensione di Pietro Benedetti

Anna Meldolesi
E L’UOMO CREÒ L’UOMO
Crispr e la rivoluzione dell’editing genomico
pp. 159, € 19
Bollati Boringhieri, Torino 2017

Anna Meldolesi - E l'uomo creo l'uomoQuesta volta l’hanno fatta grossa. Così potrebbe sembrare dal titolo del bel libro che Anna Meldolesi ha scritto sulla nuova metodologia CRISPR/Cas9, E l’uomo creò l’uomo. Non c’è dubbio che il metodo CRISPR/Cas9, spesso abbreviato in CRISPR, sia estremamente potente e per la prima volta consenta di modificare in maniera apparentemente illimitata il nostro genoma, con un’accuratezza estremamente superiore a qualsiasi tecnologia usata finora.
Nel primo capitolo, Hello CRISPR!,  Meldolesi ce ne spiega bene il funzionamento, le potenzialità e soprattutto l’origine. Il più biotecnologico dei metodi per cambiare il genoma di tutti gli organismi viventi è stato scoperto studiando l’interazione tra virus e batteri, proprio come è accaduto all’alba della biologia molecolare, quando si studiavano i batteriofagi, per capire cosa è la vita, pura ricerca di base. Citando S. J. Gould sull’importanza dei batteri e il loro ruolo nell’evoluzione della vita sulla terra, il libro ci guida tra le moderne tecnologie per modificare il genoma e svela il perché di questo acronimo molto complesso. Per difendersi dalle infezioni virali i batteri hanno messo a punto un sistema di riconoscimento del DNA dell’aggressore. Memorizzano nel loro genoma, sotto forma di brevi sequenze, alcuni tratti del genoma del virus. Queste brevi sequenze vengono conservate in una definita regione del cromosoma batterico dove formano “brevi sequenze palindromiche raccolte in gruppi”, ovvero Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, cioè CRISPR. Quando un virus infetta il batterio e la sua sequenza è nota, viene sintetizzata una molecola di RNA che è complementare al DNA del virus. Questo RNA definito “guida”, è in grado di riconoscere con una precisione assoluta il DNA del virus e, quando si associa alla proteina Cas9, lo raggiunge e zac, come dice Meldolesi, lo taglia. È insomma un semplicissimo ma efficiente “sistema immunitario del batterio”.

La questione aperta della paternità della scoperta

Questo è il meccanismo di base. Ma chi sono gli scienziati che hanno scoperto CRISPR? Meldolesi li chiama gli eroi di CRISPR, prendendo in prestito il titolo di un articolo uscito su Cell, una delle riviste più importanti della biologia molecolare, e scritto da Eric Lander, uno degli scienziati più influenti del pianeta e direttore del Broad Institute, un centro di ricerca trasversale, fondato da scienziati di Harvard e del Mit. Lander segnala dal suo punto di vista, usando una mappa della Terra, i laboratori che hanno contribuito alla scoperta, con un gigantesco conflitto di interessi perché uno dei maggiori competitori è proprio un membro del Broad, Feng Zhang, che ha messo a punto la tecnica per usarla nelle cellule di mammifero.

La mappa segnala moltissimi luoghi diluendo l’importanza della vere scopritrici di CRISPR, Jennifer Doudna a Berkeley e Emmanuelle Charpentier all’epoca della scoperta a Umea, che hanno capito l’importanza del ruolo della proteina Cas9 nel permettere il riconoscimento del bersaglio e la sua degradazione. Il lavoro delle due scienziate, che descrive in dettaglio e per la prima volta il metodo, è stato pubblicato sulla rivista “Science” nel giugno del 2012, se si prende la data della pubblicazione online. Feng Zhang ha pubblicato il suo lavoro, che descrive l’applicazione del metodo CRISPR a cellule di mammifero, sulla stessa rivista nel gennaio 2013, data online, dove in parallelo anche il quarto protagonista della storia, George Church, fa il suo ingresso con un lavoro sull’uso di una versione implementata di CRISPR per fare modifiche del genoma in cellule umane. Anna Meldolesi non resiste, a ragione, a paragonare come esempio di understatement scientifico, una frase del lavoro di Doudna e Charpentier che dice “Il nostro studio evidenzia la possibilità di sfruttare il sistema per editare il genoma in modo RNA-programmabile” con la frase che ha cambiato la storia della biologia, con la quale Watson e Crick hanno chiuso lo storico articolo del 1953 sulla scoperta della doppia elica: “Non è sfuggito alla nostra attenzione che l’appaiamento specifico delle basi che abbiamo postulato suggerisce immediatamente un possibile meccanismo di copiatura del materiale genetico”.

Creare l’uomo è davvero possibile?

Ora che sappiamo cosa è CRISPR e conosciamo i principali protagonisti della storia, dobbiamo chiederci cosa faremo con questo metodo. Davvero si potrà creare l’uomo come dichiara il titolo del libro? Anna Meldolesi ci accompagna con molta lucidità tra gli esperimenti possibili e quelli già fatti, tra i quali “l’editing” della linea germinale. Modificare embrioni umani è il centro dei dibattiti bioetici su CRISPR. Tra i problemi che sconsigliano di varcare questo tabù c’è il fatto che la tecnica funziona benissimo in cellule in coltura, ma ha ancora qualche difetto, perché non sempre si raggiunge il bersaglio desiderato e inoltre l’efficienza del sistema non è ancora ottimale. Ma niente paura perché ogni mese esce un lavoro che descrive una versione implementata e più sicura del metodo e quindi è solo questione di tempo, prima che si possa con assoluta sicurezza fare editing anche sugli embrioni. I primi sono stati i cinesi naturalmente, modificando il gene della beta-talassemia, ma nel rispetto delle regole internazionali non hanno fatto crescere l’embrione oltre il limite dei 14 giorni. Un vasto gruppo di scienziati tra cui Doudna e Charpentier, in un forum pubblicato su Nature Biotechnology ha invitato la comunità scientifica a essere molto vigile sull’uso di CRISPR sugli embrioni umani, ma nella stesso articolo J. Craig Venter, quello che ha sequenziato il genoma umano in competizione con il consorzio pubblico, ha dichiarato senza mezzi termini che l’editing sugli embrioni umani è inevitabile ed è solo una questione di “quando”, non di “se”.

CRISPR - Cas9

Il libro di Meldolesi non potrebbe essere più completo nel descrivere ed elaborare gli aspetti scientifici e bioetici, che sono il punto centrale di CRISPR, convincendoci che per ora, ed è forse la cosa più importante, questo metodo è straordinariamente utile soprattutto per allargare le nostre conoscenze di base su come siamo fatti e come funzioniamo. Dall’editing nei topi, alle zanzare della malaria, siamo accompagnati per mano in diversi laboratori che applicano questa tecnica, e con un linguaggio comprensibile ci vengono svelate le possibilità offerte da numerose e sempre più mirate versioni di CRISPR.

Chissà quando potremo dire: stasera a cena Crispr crops (in italiano non rende: raccolti crispr). L’editing potrebbe dare una nuova spinta alle biotecnologie agroalimentari. Infatti con il sistema CRISPR si possono modificare gli organismi senza usare geni di altre specie. Non più Ogm quindi, ma forse una nuova rivoluzione biotech. In tutto il mondo, mentre questo metodo viene usato per modificare piante di interesse alimentare, le varie commissioni e i ministeri dell’agricoltura cercano di dare una definizione a questi “nuovi” organismi per evitare che finiscano nella trappola normativa degli Ogm. Comunque le prime verdure prodotte dall’editing sono state già consumate ad Umea in Svezia, servite con un piatto di pasta.

Ma di chi è davvero CRISPR-Cas9? Di Jennifer Doudna ed Emanuelle Charpentier, che hanno fondato due imprese biotech, la Caribou Biosciences e Crispr Therapeutics, o di Feng Zhang, con la Editas Medicine? Doudna e Charpentier hanno presentato la domanda di brevetto per via normale attraverso l’ufficio legale di Berkeley, mentre Feng Zhang, pur avendo pubblicato il suo lavoro più tardi, ha inoltrato la domanda di brevetto per via veloce, con il sostegno dell’ufficio legale di Harvard. Il libro di Anna Meldolesi non poteva uscire in un momento più opportuno per spiegarci in grande dettaglio le logiche dietro queste procedure. La differenza nei tempi di consegna e nelle vie burocratiche usate ha permesso alla corte che doveva deliberare, e il verdetto è recentissimo, di dare la precedenza al brevetto di Zhang. Ma siamo appena al primo round e la battaglia si preannuncia durissima. Harvard più Mit più Broad Institute contro Berkeley. Gli interessi sono enormi e si possono valutare in miliardi di dollari, date le possibilità del metodo, ma c’è un altro premio dietro le quinte, il Nobel, che prima o poi verrà dato per questa scoperta e, come si sa, può essere condiviso solo da tre persone. In conclusione il libro di Anna Meldolesi è pieno di informazioni accurate, di scienza e di curiosità, raccontate come un viaggio affascinante.

pietro.benedetti@unipd.it

P Benedetti insegna biologia molecolare all’Università di Padova

Favola tecnologica, nel blu dipinto di blu: sul numero di aprile 2017 anche Roberto Defez ha recensito il saggio di Anna Meldolesi.

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