Intervenire sul genoma degli esseri umani per correggere eventuali errori presenti nelle informazioni genetiche del Dna, così da prevenire gravi malattie o infezioni. In questo consiste l’editing genetico, l’ultima frontiera della medicina di precisione che, grazie ad applicazioni mirate, si prefigge l’obiettivo di correggere una specifica impronta genetica.

Negli ultimi giorni, proprio mentre la pandemia di Covid-19 minaccia di travolgere nuovamente il mondo intero con una possibile seconda ondata, negli Stati Uniti c’è chi considera questa tecnica un potenziale Santo Graal da opporre nella lotta contro il coronavirus. L’idea è quella di bandire la malattia – per la quale non esiste ancora un vaccino – dalla condizione umana. Ma una prospettiva del genere porta con sé dubbi, domande e incertezze.

Andiamo con ordine e cerchiamo prima di capire di che cosa stiamo parlando. La vera rivoluzione nell’editing genetico, se così possiamo chiamarla, è arrivata nel 2012 con la scoperta del cosiddetto sistema Crispr-Cas9, presente naturalmente all’interno di numerosi batteri. Con questa tecnica è possibile di modificare ogni tipo di cellula vegetale e animale. Comprese quelle dell’uomo.

Non solo: il Crispr (Clustered Regularly Interpaced Short Palindromic Repeats) – si pronuncia “Crisper” – può intervenire anche a livello di “singola lettera”, dove per lettera ci riferiamo alle coppie di nucleotidi (le unità che compongono una molecola di Dna) che formano il genoma umano. Gli scienziati di tutto il mondo hanno così iniziato a studiare le possibili applicazioni del Crispr in vari ambiti: tumori, malattie neurologiche, infettive, genetiche rare e altre ancora.

Come funziona il Crispr-Cas9

Lo strumento più usato è il citato Crispr-Cas9, una tecnologia di editing che usa la proteina Cas9. L’obiettivo del processo è intervenire su una sequenza di Dna per applicare la correzione voluta. Come funziona? Senza scendere in termini troppo tecnici, la Cas9 deve essere indirizzata verso il bersaglio che si vuole colpire, che coincide con il punto del Dna in cui è presente una mutazione responsabile di una malattia.

Affinché ciò possa accadere, la nostra proteina deve essere equipaggiata con una specifica guida, ovvero con una breve sequenza di Rna – complementare a quella del sito che si vuole “tagliare” sul Dna – in grado di fungere come sistema di posizionamento. Dovessimo fare un paragone, Crispr può essere accostato a una specie di coltellino svizzero multiuso, dal momento che è dotato di una “bussola” per scovare il punto in cui intervenire, una “morsa” per prendere il Dna e “cesoie” per tagliare. Quando il Dna viene reciso, la cellula provvede poi ad aggiustarlo con meccanismi di riparazione naturali. L’intervento, a quel punto, è completato.

Esseri umani ogm: il precedente delle gemelline cinesi

Gli scienziati cinesi stanno conducendo importanti ricerche per capire dove applicare Crispr-Cas9 e studiarne gli effetti come potenziale trattamento di varie malattie più o meno gravi. Il problema è che ci sono sempre più team che temono di incorrere in sanzioni governative. Il motivo è semplice: nonostante Pechino abbia investito (e continui a farlo) ingenti quantità di denari per supportare la ricerca scientifica, c’è una storia che ha segnato per sempre l’editing genetico.

Risale al novembre 2018 la notizia di un ricercatore dell’Università di Shenzen, tale He Jiangui, che sarebbe riuscito a creare i primi esseri umani ogm, cioè con il dna modificato. Il signor He avrebbe alterato gli embrioni di sette coppie che si erano sottoposte a trattamenti di fertilità. Una gravidanza sarebbe arrivata a termine e avrebbe portato alla nascita di due gemelline con geni modificati, tali da prevenire qualsiasi infezione futura da HIV nella loro vita futura.

L’intervento di He ha subito scatenato un putiferio. L’Occidente è insorto per la moralità dell’intervento, visto come un tentativo di pianificare l’esistenza umana. Allo stesso tempo anche il mondo scientifico è rimasto contrariato dalla notizia, dal momento che appare impensabile intervenire su soggetti sani non tanto per curare una malattia ma per prevenirla. Come se non bastasse l’intervento era stato effettuato su cellule embrionali non adulte, con rischi e pericoli ignoti.

Anziché ricevere gloria e prime pagine dei giornali, He Jiankui è finito nei guai con la giustizia. Un mese dopo il suo esperimento la Corte popolare del distretto Nanshan di Shenzen ha annunciato che He i suoi colleghi, perseguendo “fama e profitto”, hanno infranto le leggi, l’etica della medicina e della ricerca. Morale della favola: multa di 3 milioni di Yuan (390mila euro circa) per He e tre anni di prigione per “pratica medica illegale“. Non solo: il Ministero della Salute, riportava in quei giorni l’agenzia Xinhua, ha vietato ai ricercatori di lavorare con la tecnologia riproduttiva umana. Un bel guaio per i tanti scienziati pronti ad approfondire un tema ancora sconosciuto e potenzialmente utile alla causa medica.

Crispr-Cas13: l’arma contro il Covid?

I bioingegneri della Stanford University sono al lavoro per creare un sistema con il quale combattere l’influenza affidandosi proprio alla tecnologia di editing genetico Crispr-Cas9. Ebbene, i ricercatori hanno segnalato di aver sviluppato un metodo che inibirebbe il 90% dei coronavirus, compreso il Sars-CoV-2, causa del Covid-19. Assieme agli scienziati del Lawrence Berkeley National Laboratory del Department of Energy, il team di Stanford ha ideato una tecnica chiamata Crispr antivirale profilattica nelle cellule umane (Prophylactic Antiviral Crispr in human cells) o anche Pac-Man, nome tratto dal famigerato videogioco.

La tecnologia in questione sarebbe in grado di disabilitare i virus rimescolando il loro codice genetico. Non solo: come ha sottolineato la rivista Cell, gli stessi ricercatori avrebbero sviluppato un modo per impiegare la tecnologia nelle cellule polmonari. Pac-Man è una sorta di adattamento del Crispr pensato per disintegrare l’Rna virale e “mangiare” gli acidi nucleici dei virus invasori. In questo caso la Cas9 sarebbe sostituita dall’enzima Cas13, che garantirebbe il successo dell’operazione.

Detto altrimenti, Pac-Man combina un Rna guida con un enzima capace di uccidere i virus. Dal momento che il Sars-CoV-2 danneggia per lo più i polmoni, i ricercatori avevano bisogno di un modo efficace per far arrivare Pac-Man a quelle latitudini. Ecco spiegato il ruolo dei lipitoidi, peptidi sintetici capaci di fornire Dna e Rna nelle cellule. Una volta “confezionato” Pac-Man con i lipitoidi, i ricercatori sono riusciti a ridurre al 90% la quantità di virus Sars-CoV-2 in soluzione.

“Un’efficace somministrazione di lipitoidi, abbinata al targeting CRISPR, potrebbe consentire una strategia molto potente per combattere la malattia virale non solo contro COVID-19 ma forse contro i nuovi ceppi virali con potenziale pandemico”, ha spiegato Michael Connolly, uno dei principali associati di ingegneria scientifica presso il Berkeley Lab. Al momento gli scienziati stanno effettuando un’accurata sperimentazione sugli animali.

Tra rischi e speranze

Intendiamoci: Crispr viene da molti definito come un modo per riscrivere il codice degli esseri viventi. Come ha sottolineato il South China Morning Post, questa tecnica sarebbe potenzialmente in grado di far rivivere specie estinte e, addirittura, progettarne di nuove. Allo stesso tempo i bioingegneri possono adattare la tecnica di alterazione del Dna per fini moralmente più nobili come, ad esempio, la creazione di trattamenti capaci di curare malattie inattaccabili.

Eppure ci sono rischi inevitabili. Quali? Lo spettro dell’eugenetica, del bioterrorismo e i possibili effetti collaterali irreversibili, solo per citarne alcuni. Certo è che nell’imminente futuro i ricercatori testeranno il Crispr contro le zanzare che diffondono la malaria e per cercare di curare la malattia del drago giallo, un flagello che minaccia l’industria degli agrumi.