Blog Dott. Vincenzo Esposito

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Editing genetico

Pubblicato da in Medicina, Salute, Scienza · 23 Novembre 2019
Tags: medicinagenetica
Questo articolo ha lo scopo di percorrere la storia dell’ingegneria genetica dagli anni '80 ad oggi, anni in cui ha preso l'avvio la tecnologia dell'editing genetico o crisper, ovvero nella modificazione chirugica di un gene in una stessa specie o da una specie all'altra, e può essere applicata a tutti gli esseri viventi.
Inizialmente la biotecnologia genetica si è basata sulla tecnologia del DNA ricombinante che permetteva di controllare in quale punto del genoma il DNA esogeno si andava ad inserire.
Sfruttando il meccanismo della ricombinazione omologa, che è alla base della varabilità genetica in natura, è stato possibile creare modelli murini in cui un singolo gene veniva eliminato in modo da spegnerne l'espressione e analizzarne le conseguenze, ad esempio nello sviluppo embrionale, allo scopo di capirne il ruolo o avere un modello animale per patologie umane su cui testare potenziali terapie.
L'utilizzo della ricombinazione omologa è stata la procedura che ha dominato negli anni '80, messa a punto dagli scienziati Mario Capecchi, Oliver Smithies e Martin Evans, vincitori del premio Nobel per la medicina nel 2007.
Il limite di questa tecnica è che la ricombinazione omologa avviene a bassa frequenza. Negli anni '90 viene introdotta la prima tecnica di editing genetico, per introdurre modifiche mirate nel DNA, che prevedeva l'uso di enzimi denominati nucleasi a dita di zinco (Zinc Finger) che permettevano di ottenere un tasso di modificazione del DNA considerevolmente più alto. Tecnica complessa in possesso ora di una società di biotecnologie, la "Sagamo Bioscience".
Nello stesso periodo si sviluppa un'altra tecnologia indicata con la sigla talen, che sfrutta una classe di proteine prodotte dal batterio Xantomonas quando infetta le piante. Le talen sono usate per posizionare sul DNA un enzima taglia-DNA al sito che si vuole modificare.
La tecnica crisper ha avuto un'esplosione tra il 2013 e il 2018, e ora si contano più di 7000 pubblicazioni su Pubmed, sito internazionale per gli studi in materia di biologia e di medicina.
Un primo concetto importante è che il sistema crisper è l’equivalente del nostro sistema immunitario nei batteri, organismi unicellulari che possono essere infettati da virus: il sistema immunitario del batterio, costituito da crisper/Cas9, è capace di catalogare le infezioni virali e trasmettere queste informazioni alle cellule figlie. In altri termini, ogni volta che un batterio supera un'infezione, archivia frammenti di DNA virale integrandoli nel proprio DNA. Questi frammenti di DNA virale vengono utilizzati come stampo per produrre una replica sotto forma di RNA, in modo che in caso di nuova infezione questo RNA sia in grado di appaiarsi con il DNA virale con sequenza uguale, ed annientarlo. La copia di RNA viene veicolata dalla proteina Cas9 e la coppia proteina-RNA scandaglia il DNA virale aprendo ripetutamente la doppia elica del DNA per verificare l’omologia di sequenza tra il DNA virale e la copia di RNA identikit.
Possiamo definire la tecnologia crisper come un sistema costituito da due componenti: il primo è una proteina sentinella, Cas9, capace di catalizzare, cioé accellerare una reazione chimica, per cui va definita enzima. Il secondo è una bussola composta da due RNA che lavorano in tandem: il primo serve a riconoscere il DNA bersaglio da tagliare, l'altro serve per ancorare questo pezzo di DNA all'enzima che deve tagliarlo. Quindi non si tratta più di ingegneria genetica, ma vero e proprio editing, che significa effettuare interventi minimi e puntuali, sequenza specifici.
Questa tecnologia può essere usata per proteggere o modificare prodotti alimentari o per produrne di geneticamente modificati.
Si stima che questo meccanismo di difesa sia presente in natura nel 90% degli archeobatteri, microorganismi che costituiscono un ramo base nell'albero della vita.
Gli scienziati che costituiscono la triade fondamentale per la ricerca crisper sono: Jennifer  Doudna, Emanuelle Charpentier e Feng Zhang.
La prima grande scoperta è stata quella del ruolo fondamentale dell'RNA nel meccanismo di immunità batterica.
Fu scoperto che il batterio Streptococcus piogenes produce una grande quantità di RNA che permette al batterio di difendersi dall'attacco di virus, grazie ad un sistema costituito da tre componenti: due molecole di RNA e la proteina Cas9.
La biologia molecolare degli anni '90 si è occupata di capire come i due RNA interagiscono fra loro e come mettendoli insieme possono fungere da guida, indirizzando le cesoie, costituite dalla proteina Cas9, verso il DNA tagliandolo nei punti giusti.
Gli studi di Feng Zhang hanno fatto fare un salto di qualità notevole portando alla possibilità di usare la tecnica al di fuori del mondo microbico, passando alle cellule degli organismi superiori.
Nello sviluppo di questa tecnologia una novità assoluta è stata la fase lunga ed approfondita di studio di database di sequenze geniche. La biologia è simile al mondo della informatica: tutto è programmabile, nel senso che le istruzioni genetiche possono essere riscritte come se fossero codici informatici. L'aspetto informatico della ricerca sull'editing è stato sviluppato da prevalentemente da George Church. I ricercatori hanno generato al computer decine di migliaia di RNA guida, capaci di prendere di mira buona parte dei geni umani, lavorando così ai confini tra informatica e biologia.
Si è arrivati a scrivere un testo che si chiama «Rigenesis»: prima scrivendo il testo in codice binario 0 e 1, poi in una successione di "A", "T", "C" e "G", che sono le lettere del DNA.
La scrittura di questo codice è l'equivalente informatico della sintesi del DNA, ne consegue che il DNA ha potenzialità fantastiche anche per l'immagazzinamento di informazioni genetiche nuove.
Church ha immaginato di capovolgere l'orientamento delle molecole che costituiscono il mondo microbiologico come in un gioco degli specchi, utilizzando crisper/Cas9 per ottenere esseri umani invulnerabili ai patogeni esistenti.
L'editing crisper è utilizzato da ben trentamila ricercatori nel mondo, e quindi oggi si pongono necessariamente dei problemi che è riduttivo chiamare semplicemente bioetici.
Cominciamo con il guardare cosa succede in Cina: è una superpotenza scientifica che ha poche collaborazioni internazionali, la cui classe dirigente ha come obiettivo primario lo sviluppo di tecnologie; le industrie biofarmaceutiche cinesi attraggono un mercato che conta più di un miliardo di potenziali pazienti ed i ricercatori attivi superano il milione, con costi bassi delle materie prime e delle sperimentazioni.
Gli standard delle pubblicazioni scientifiche non sempre soddisfano le richieste del mondo occidentale, e già dal 2003 le linee guida cinesi permettono la manipolazione di embrioni umani e quindi l'utilizzo di cellule staminali a scopo di ricerca, ma non il trasferimento in utero.
Questa situazione fa sì che si guardi con diffidenza alla terapia genica e all'uso di cellule staminali.
Huang ha effettuato due esperimenti fondamentali: il primo su embrioni umani allo stadio iniziale di ovociti fecondati, iniettati con il complesso Crispr programmato per correggere la mutazione che causa la talassemia. La conclusione del lavoro è stata che la tecnica è ancora troppo immatura per essere usata in embrioni destinati a svilupparsi per evitare il problema del mosaicismo (ovvero la correzione non avveniva in tutto l’embrione), ed inoltre c'è il rischio che non venga solo corretto il gene alterato, ma anche che il DNA venga tagliato in altri punti.
Gli studi non sono stati fermati, anzi si punta a fare in modo che la tecnica di editing venga migliorata soprattutto nell' efficienza con cui il sistema crisper viene introdotto nella cellula.
Il secondo esperimento è consistito nell'usare embrioni scartati dalle cliniche di fecondazione assistita perchè dotati di cromosomi in eccesso: il complesso Crispr è stato istruito a introdurre nel gene Ccr5 una mutazione ritrovata in persone resistenti al virus dell'Hiv.
Per quanto riguarda questi due esperimenti, come si fa a contestare l'utilità dell'applicazione dell'editing genetico?
L'Occidente è più sensibile al tema di regolamentare l'editing genetico e punta a costruire un consenso sociale attorno al suo utilizzo: la nazione capofila in Europa ed in Occidente, per quanto riguarda le implicazioni bioetiche, è la Gran Bretagna, che ha rilasciato alla ricercatrice Kathy Niakan l'autorizzazione ad usare l'editing per comprendere meglio il ruolo di geni coinvolti nello sviluppo embrionale, disattivandoli uno alla volta quando gli embrioni sono ancora allo stadio di singola cellula, allo scopo di capire quali sono essenziali per lo sviluppo embrionale.
L'autorizzazione è stata data con la limitazione di non estendere la ricerca a fini riproduttivi. Nell'immediato si spera che queste ricerche di base migliorino le percentuali di successo della fecondazione in vitro. Comunque non si è escluso l'uso di embrioni umani a scopo di ricerca.
La normativa inglese si basa su:
1- rigorosa analisi dei dati scientifici;
2- svolgimento di consultazioni pubbliche per conoscere gli umori della opinione pubblica;
3- l'intero processo decisionale è improntato alla massima trasparenza;
4- precisazione che l'acquisizione di nuove informazioni potrebbe indurre ad un ripensamento sulla normativa in atto.
Negli Stati Uniti si registra un doppio standard etico tra assistenza pubblica ed assistenza privata: significa che in America è possibile effettuare un editing genetico su embrioni umani, ma senza finanziamenti pubblici. Gli istituti nazionali della salute dei vari stati hanno ribadito che non intendono sostenere questo tipo di ricerche.
Facciamo per un momento un passo indietro, al 1974, quando la rivista Science pubblica un articolo sui rischi biologici potenziali delle molecole di DNA ricombinante, firmato dai nomi più prestigiosi della ricerca in biologia molecolare del tempo, Paul Berg, David Baltimore, Herbert Boyer, Stanley Cohen, James Watson.
L'articolo contiene un invito a tutti gli scienziati del mondo a differire gli esperimenti pericolosi con virus e batteri per dare alla comunità scientifica il tempo di valutare i rischi ed ideare misure di sicurezza adeguate. Ne seguì una conferenza internazionale sul problema di regolamentare i rapporti tra scienza e società che si concluse con la decisione di adottare linee guida stringenti, ma senza fermare la ricerca.
Dopo 40 anni si ripete la storia a proposito dei primi embrioni editati. Di nuovo la comunità scientifica teme che qualche esperimento prematuro e azzardato possa compromettere l'immagine della nuova tecnologia nei confronti dell'opinione pubblica, danneggiando lo sviluppo di altre linee di ricerca.
Editare embrioni umani è una questione eticamente discutibile, ma non rappresenta una minaccia per la salute della popolazione. I vantaggi e\o rischi dell'editing genetico dipendono innanzitutto dal tipo di cellule umane che vengono trattate. Se si tratta di cellule della linea somatica, cellule cioè non trasmesse alla progenie e che appartegono ad una singola persona, per definizione non ci sono rischi per eventuali figli o altre persone.
Se l'editing genetico viene effettuato su cellule della linea germinale che sono ovociti, spermatozoi, embrioni allo stadio di una cellula, in questo caso si tratta di cellule indifferenziate da cui dipende lo sviluppo di figli e di modifiche che possono interessare anche indirettamente altre persone o, in senso più ampio, tutta una società.
Teniamo presente quanto il premio Nobel David Baltimore dice ammonendo: «Oggi sentiamo di essere vicini alla possibilità di alterare il patrimonio genetico umano».
Fino a questo punto del nostro contributo abbiamo presentato la tecnica dell'editing genetico dal punto di vista dei ricercatori e dei legislatori, vediamo quale è lo stato di valutazione che ne dà la società civile, tenendo presente che nell'era postindustriale è forte la tendenza a produrre malattia per fare in modo che il mercato dei fruitori di soluzioni biologico-mediche sia quanto più esteso o estendibile possibile.
Un punto di vista della società civile è che non esiste un universo omogeneo di malati rispetto ai concetti di diversità, disabilità ed anormalità. La malattia va inserita nel concetto più ampio di disabilità, ed è universale, nel senso che tutti prima o poi ci ammaliamo o semplicemente invecchiamo. Per arrivare, da parte del cittadino, all'espressione di posizioni equilibrate, è necessario che ci sia una formazione di conoscenza collettiva, anche per contrastare la separazione fra scienziato-tecnico-finanziatore e cittadino-fruitore di risultati.
Cerchiamo di chiarire la problematica con un esempio: la fibrosi cistica del pancreas, una malattia genetica grave per la quale al momento non esiste terapia. È determinata dall'alterazione di uno solo dei due geni che controllano la espressione della malattia: se il gene mutato è presente in un solo genitore si ha il 50% di possibilità di espressione della malattia nei figli. Se il gene mutato è presente in entrambi i genitori, è praticamente certa la malattia, ed in questo caso l'editing genetico può intervenire allo stadio embrionale.
Veniamo allora alla domanda: cosa fare dal punto di vista bioetico, cioé dal punto di vista dei cittadini in una ottica di reciprocità e di produzione di salute, considerando anche il punto di vista di chi non può parlare, cioè l'embrione?
Aggiungiamo questo aspetto perché una disamina corretta deve considerare tutti gli attori in gioco:
la risposta sta innanzitutto nella promozione di una campagna di alfabetizzazione genetica di massa per rendere attori della guida politica dell'uso dell'editing ogni cittadino, rendere gratuita la diagnosi per capire se si è portatori "sani" di qualche seria malattia.
Tutti siamo comunque portatori di qualche malattia genetica che può esprimersi, e bisogna tener presente che esistono malattie poligeniche, perché fino ad ora si è parlato di interventi di chirurgia genetica ultrafine su singoli geni, e fra queste abbiamo da annoverare il morbo di Alzheimer, le cardiopatie, la schizofrenia ed altre.
Lander, un famoso genetista, dice che abbiamo ancora molto da imparare e quindi dobbiamo usare molta prudenza prima di effettuare cambiamenti permanenti al pool genico umano.
Infine va tenuto presente quanto propongono gli attivisti per i diritti dei disabili che sostengono che gli stanziamenti per lo sviluppo dell'editing genetico siano accompagnati da investimenti in innovazioni utili alle persone che vivono in una condizione di disabilità e non possono corregerla nel corso della loro vita. Infine i potenziali beneficiari dell'editing genetico siano conivolti nei processi decisionali.
                                               Editing ed eugenetica
L'eugenetica è una disciplina nata verso la fine dell'Ottocento: basandosi su considerazioni genetiche e applicando metodi di selezione usati per animali e piante, si poneva l'obiettivo del miglioramento della specie umana.
Tra l'eugenetica di ieri, che ebbe nel nazifascismo la sua espressione estrema, e quella di oggi, c'é un abisso per una serie di motivi:
1- l'acquisizione dalla biologia moderna che non possiamo costruire un uomo a tavolino perché ciascuno di noi é il risultato di tutti i suoi geni e di una serie di eventi casuali, influenze che si sono esercitate durante lo sviluppo nel grembo materno, incontri, circostanze della vita
2- oggi parliamo di scelta individuale di un paziente o di un genitore e non di una condizione di imposizione, ma allo stesso tempo attenzione alla persuasione occulta e graduale che può sfociare in un controllo di massa acnora più pericoloso e forte.
Prendiamo ad esempio il caso dello statuto dell'embrione dal punto di vista laico, quello che si riscontra è l'esistenza di posizioni diverse:
A- non viene riconosciuto all'embrione alcun diritto prima della comparsa di un abbozzo di sistema nervoso;
B- proposte di tutela graduali;
C- favorire la produzione di embrioni a scopo di ricerca;
D- limitare la sperimentazione ai soli embrioni sovrannumerari.
Il panorama è molto variegato, così nel 1979 negli Stati Uniti si è giunti alla Convenzione del quattordicesimo giorno, riconosciuta dalla commissione Warnock in Gran Bretagna, che stabilisce di poter intervenire su embrioni prima del quattordicesimo giorno in quanto a quella data l'embrione non ha acquisito un'esistenza individuale, poiché potrebbe ancora dividersi in due o fondersi con un altro embrione.
La comunità scientifica internazionale, al di là dei condizionamenti a cui pure è sottoposta, avverte il bisogno di avviare un dibattito pubblico per organizzare un processo partecipativo dei cittadini, anche perché l'editing genetico riguarda pure il mondo delle piante e degli animali.
Le questioni grosse sono due: chi ha il diritto di decidere cosa sia meglio per ciascuno di noi? E chi guadagna da questi processi, chi perde, chi resta escluso?
                                    Biomedicina
Nell'ambito della medicina, editing significa terapia genica, cioè curare le malattie genetiche fornendo alle cellule del malato una copia normale del gene di cui ha ereditato una versione difettosa.
  Dal punto di vista tecnico il problema è quello di entrare nella cellula malata e portare il gene corretto, usando vettori che possono fare il lavoro in maniera precisa e senza creare danni ulteriori.
I vettori usati attualmente sono degli adenovirus: il loro uso presenta il rischio che l'organismo nel quale vengono inseriti attiva una risposta immunitaria con due rischi, quello di poter bloccare l'azione del vettore e di scatenare effetti collaterali relativi alla introduzione di virus in un organismo sano.
Sono stati usati virus adenoassociati, che non si integrano nel DNA nucleare, ma formano delle piccole molecole di DNA circolanti indipendenti, nel senso che non si replicano insieme al DNA nucleare ma vanno in parte persi quando le cellule si dividono. Inoltre sono comunque piccoli per portare il carico di DNA costituito per esempio dal sistema crisper, ma a questo problema si è ovviato usando due virus.
Prima della tecnica dell'editing si è affrontata una patologia indicata con la sigla "Ad-scid", caratterizzata da soggetti che nascono da due genitori entrambi portatori del gene malfunzionante, portatori di uno stato di immunodeficienza incompatibile con la vita. Un contributo fondamentale è stato dato dall'Italia, che attraverso il progetto Telethon ed i ricercatori del San Raffaele di Milano, ha messo a punto un trattamento genico detto "Strimvelis" che permette di riguadagnare durata e qualità di vita come se avessero ricevuto un trapianto di midollo.
Con la tecnica crisper, la malattia ideale per il trattamento deve avere le seguenti caratteristiche:
1- malattia causata da un solo gene;
2- possibilità di disattivazione o correzione del gene, ma non di sostituzione, la sostituzione comporta il rischio che il gene si inserisca in un posto sbagliato del genoma con la possibilità di innescare una proliferazione tumorale. Correggendo il gene invece, rimarrebbe al suo posto sotto il controllo delle proprie sequenze regolatorie potendosi quindi esprimere con le normali modalità e tempi ;
3- deve essere caratterizzata dal fatto che colpisce cellule facilmente raggiungibili (ad esempio sangue, occhio, fegato);
4- non richiede di intervenire su una elevata percentuale di cellule.
L'Hiv è un esempio di patologia in cui si è intervenuto con l'editing: il problema dei pazienti affetti è che sia il loro sistema immunitario sia la terapia farmacolgica riescono a tenere a bada il virus che resta comunque in agguato.
Lo scoglio biologico che si ha davanti è l'estrema variabilità genetica del virus. Dal punto di vista tecnico l'applicazione dell'editing si avvantaggia di due aspetti: 1- le cellule da modificare sono facilmente raggiungibili trattandosi dei globuli bianchi che possono essere ottenuti con un semplice prelievo venoso, questi una volta prelevati vengono editati e poi reintrodotti; 2- basta disattivare un solo gene senza necessità di correggerlo, il gene Crc5.
Il virus Hiv1 entra nei linfociti attraverso un recettore detto Ccr5 ed effettuando una delezione o eliminazione di 32 lettere del gene Ccrc5 il soggetto diventa resistente al virus dell'Hiv: questa mutazione, "mutazione delta 32", è naturalmente presente nella popolazione a bassa frequenza ed è stata poi introdotta via editing. Lo scienziato che ha usato questa tecnica si chiama Srinivasan Chadrasegaran della società biotecnologica Sangamo Biosciences con la sigla Sb-728.
Ovviamente la tecnica funziona perfettamente in vitro, il problema è il suo funzionamento in vivo.
Si presenta il caso di un giovane di nome Thimoty Ray Browm di Berlino, affetto da Hiv, che si curava con la terapia antivirale, che scopre di essere affetto anche da leucemia mieloide acuta, che colpisce le cellule progenitrici del sangue. Il dottor Hutter che lo segue ha un'idea geniale: cercare un donatore che oltre che essere compatibile sia anche portatore naturale della "mutazione delta 32". Effettuato il trapianto si scopre che guarisce anche dall'Hiv.
Sulla scorta di questa esperienza in vivo, sono iniziate fra il 2011 ed il 2013 le sperimentazioni cliniche, la prima è stata effettuata in Pennsylvania trattando dodici soggetti volontari affetti da Hiv. In un altro gruppo le cellule modificate sono state introdotte dopo aver sottoposto i pazienti a chemioterapia. Il risultato però è che sono stati editati, cioè modificati solo il 5% dei linfociti.
Si è passati all'introduzione dell'editing nei precursori delle cellule del sangue, cioè cellule staminali per introdurre in un solo colpo la resistenza all'Hiv nei linfociti T, nei macrofagi ed altre cellule, con l'associazione di una chemioterapia molto aggressiva, ma il problema non è stato risolto e altri ricercatori hanno pensato di intervenire prendendo di mira con l'editing direttamente le sequenze virali. Ci ha provato Chem Liang di Montreal, senza riuscirci, per la estrema velocità nella variabilità genetica del virus Hiv.
Crediamo che una alfabetizzazione in campo biologico e medico dell'opinione pubblica sullo stato delle conoscenze e delle possibilità sia della biologia classica che nel campo della biologia e della medicina quantistica sia fondamentale, perché divenga veramente applicato il principio della reciprocità nelle scelte sia individuali che collettive.
Altre patologie su cui lavorare con l'editing sono: l'anemia falciforme, la distrofia muscolare, la corea di Huntington, l'amaurosi congenita di Leber, la distrofia corneale di Meesmann, la tirodinemia di tipo I, la pancreatite.
                         
         Editing ed epigenetica
L'epigenetica è lo studio dell'insieme delle modificazioni chimiche che influiscono sull’accensione o spegnimento dei geni. Il prefisso greco significa sopra, cioé che le informazioni epigenetiche si trovano sopra o intorno al DNA, e non nella successione delle sue lettere.
Mentre il codice genetico è stabile quello epigenetico è instabile, sono come delle targhette chimiche che influiscono sulla accessibilità all'espressione del DNA, si modificano con l'avanzare dell'età ed in risposta a mutevoli condizioni ambientali.
Si è arrivati a un progetto indicato come "Roadmap epigenomics" che riunisce un consorzio di 90 laboratori, che ha prodotto un catalogo dei cambiamenti chimici che possono influire su 127 tipi cellulari.
Il codice epigenetico è ancora tutto da decifrare e c'é bisogno di uno strumento capace di cancellare o aggiungere modificazioni che regolano la espressione del DNA e crisper è la tecnica ideale
per effettuare ciò: all'enzima del complesso Crispr (Cas9) ne viene attaccato un altro capace di modificare i marcatori epigenetici. Il complesso Crispr così modificato si dirige al sito prescelto e aggiunge o rimuove gruppi chimici sul DNA o su proteine.
Un campo interessante di studio è quello di valutare ed intervenire sui cambiamenti epigenetici  prodottisi sul funzionamento del cervello in associazione alle dipendenze.
                                         Animali modificati
L'animale che è stato prevalentemente usato nella ricerca scientifica è il topo. Si sono ottenuti risultati notevoli: la creazione dei primi esemplari dei topi transgenici negli anni '80, il sequenziamento completo del genoma murino nel 2002 e infine l'ingresso nel mondo dell'editing in cui il topo viene usato per trasformare gli animali in modelli per lo studio di malattie umane, aggiungendo o silenziando geni con la tecnica Crispr.
Con questa tecnica si possono introdurre più geni insieme e in modo rapido nelle cellule di topo, e l'ideatore è stato Feng Zang nel 2014; il trattamento è stato applicato a diversi tipi cellulari: cellule immunitarie, neuroni, endotelio polmonare e cardiovascolare, modificando tre geni chiave per lo sviluppo di adenocarcinomi; sono stati disattivati due geni protettivi ed attivato un altro e si è sviluppato un tumore polmonare.
Ovviamente la tecnica dell'editing può essere applicata anche ad altri animali. Così nel 2014 in Cina si sono avute le prime scimmie Crispr, gli animali nati non hanno sviluppato sindromi specifici per cui l'esperimento è servito solo come prova di fattibilità.
Nel 2008 è stato reso noto che erano nate le prime 5 scimmie affette dalla Corea di Huntington portatrici di copie extra del gene e quindi con una sintomatologia di tale intensità che è stato necessario abbattere gli animali.
Altra applicazione è la costruzione di organoidi. Per organoide si intende un abbozzo di organo che si ottiene usando cellule staminali embrionali inducendole a formare tessuti organizzati. Ad oggi si hanno strutture tridimensionali di occhi, intestino, fegato, rene, pancreas, prostata, polmone, stomaco, mammella, cervello.
      
                                                           Editing e trapianti
L'organoide è utile per riuscire a trovare animali da cui trapiantare organi nell'uomo per la crescente richiesta di organi da trapiantare che non può essere soddosfatta aspettando la disponibilità di donatori compatibili. Il maiale è il migliore candidato all'uso dell'editing per rendere i suoi tessuti resistenti all'attacco del sistema immunitario umano.
Il problema chiave è quello di uno zucchero detto "alfa-gal" che è presente sulla superficie delle cellule suine, ma assente su quelle umane. Contro questo zucchero si scatenano le difese immunitarie umane. Poiché la produzione di questo zucchero dipende da un gene, l'obiettivo dell'editing è di inattivare il gene che produce l'enzima e quindi la produzione della molecola dell'"alfa-gal".
Altro problema è che il genoma del maiale è pieno di retrovirus dormienti indicati con la sigla "perv". Sono relitti genetici che rappresentano un rischio teorico poiché si è visto che essi possono passare dalle cellule suine a quelle umane. Quindi bisogna ottenere dei nuclei di cellule suine completamente pulite dai retrovirus, la cui lista è già pronta. E si hanno già risultati incoraggianti rispetto al trapianto di organi da maiale ad altri primati, ci si aspetta soltanto di passare alla sperimentazione umana.
La ricchezza e i risultati della biologia e di altri campi del sapere fanno pensare che bisognerebbe inaugurare una nuova era e chiamarla Antropocene, indicando con ciò un predominio dell’uomo su altre specie, espresso nella capacità di modificare il pianeta.
In verità è vero il contrario: è questa la fase del predominio batterico, oppure si può affermare che il nostro pianeta è sempre stato nell’ era dei batteri, come sostiene il biologo Stephen Jay Gould: «Noi siamo abituati a vedere come tipici della natura i fenomeni alla nostra scala, con le dimensioni misurate in centimetri e le età in decenni e invece non è così».  
Ci sono dei criteri per dimostrare il predominio batterico:
1- il tempo, i batteri esistono da tre miliardi di anni, l'uomo da un miliardo;
2- indistruttibilità, i batteri riescono a vivere con diversi tipi di metabolismo, quindi hanno una grande capacità di adattamento e sono inattaccabili rispetto alle armi di cui disponiamo;
3- ubiquità, questa proprietà deriva dalle precedenti;
4- biodiversità;
5- sostanziale utilità, se pensiamo solo che prima delle piante la fotosintesi veniva assicurata dai batteri;
6- batteri simbionti nel nostro organismo, essenziali per la nostra sopravvivenza
La tendenza della biologia più avanzata, la biologia sintetica, cerca di riprogrammare i batteri "naturali" rendendoli infrastrutture biologiche da usare come mini-stabilimenti produttivi, svuotandoli di tutte le funzioni biochimiche che non servono, e usarli per la produzione di molecole utili. Questo progetto è già una realtà, perché i ricercatori del Progetto Genoma sono riusciti partendo dal Mycoplasma, un piccolo microorganismo, a derivarne uno indicato con la sigla "Syn3.0" in cui hanno eliminato tutto il DNA codificante per funzioni non essenziali arrivando ad un minimo di soli 473 geni.
In conclusione, è importante conoscere la biologia alla base delle procedure applicate in modo che le conseguenze cliniche possano essere prevedibili. La rapida progressione del genome editing ha portato grandi benefici sia per la scienza di base che per la ricerca clinica. Nel 2015, la rivista Science ha scelto la tecnica crisper/Cas9 come molecola innovativa dell’anno. Ma vi è un bisogno urgente per restrizioni mondiali da parte delle istituzioni governative per sorvegliare gli sviluppi e le implememtazioni del sistema e minimizzarne il cattivo uso.  



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