Una gif archiviata nel dna di un batterio, come in una microscopica pennetta usb biologica. Può sembrare fantascienza, ma è solo l’ultimo risultato ottenuto da Crispr: la tecnica di gene editing che sembra destinata a rivoluzionare il mondo della medicina e della genetica.
Come? Permettendo di intervenire con estrema precisione su specifici segmenti del dna, per eliminare geni e mutazioni dannose, o inserirne di utili. Le possibilità – assicurano gli esperti – sono infinite: sconfiggere parassiti e malattie infettive, combattere il cancro, creare super piante e animali ogm. E se vi sembrano obbiettivi lontani, è il caso di ricredervi. Molte delle applicazioni più avveniristiche di Crispr infatti sono già in fase di sviluppo. E promettono risultati importanti già nei prossimi anni.
Hiv
Uno dei campi in cui stanno maturando le aspettative maggiori è quello della lotta all’hiv. Il virus che causa la malattia infatti attacca l’organismo inserendo il proprio materiale genetico nel dna delle cellule umane, rendendone estremamente difficile la rimozione.
Il risultato è che si può controllare efficacemente la replicazione dei virus e la progressione della malattia, ma al contempo è difficile immaginare di trovare una cura per l’hiv.
O almeno lo era fino all’entrata in scena di Crispr: l’estrema precisione di questa tecnica di editing sembra infatti rendere possibile la rimozione definitiva del dna virale dalle cellule. I problemi da risolvere rimangono molti: bisognerà riuscire infatti a individuare tutti i reservoir virali, le cellule infette in cui il virus è dormiente e non provoca sintomi evidenti, e bisognerà impedire al virus di sviluppare una resistenza naturale all’azione di Crispr (un pericolo emerso proprio di recente da uno studio pubblicato sulla rivista Cell Reports). Ma se tutto andrà come sperato, nei prossimi decenni Crispr potrebbe aiutarci a sconfiggere una delle più inarrestabili epidemie dell’ultimo secolo.
Cancro
Anche nella cura dei tumori Crispr comincia a essere vista come una possibilità sempre più concreta. Si tratta d’altronde di malattie che nascono da mutazioni maligne nel dna delle cellule, ed è naturale immaginare che la soluzione arrivi dall’editing genetico. Ma si tratta di ricerche che presentano non pochi problemi sotto il profilo etico, perché giocare con il materiale genetico umano non è mai semplice.
Già lo scorso anno però sono arrivati i primi risultati, non a caso ottenuti in Cina, un paese notoriamente rilassato sui temi della bioetica. Un paziente con un tumore al polmone ha ricevuto un’infusione di globuli bianchi provenienti dal suo stesso organismo e modificati con Crispr per eliminare una proteina sfruttata dal tumore per moltiplicarsi. L’esperimento per ora sembra positivo, e più avanti nel corso dell’anno dovrebbero arrivare i risultati di un trial più ampio, svolto su 11 pazienti con tumore al polmone.
Distrofia muscolare
In questo caso il responsabile è una proteina, chiamata (abbastanza prevedibilmente) distrofina: nella distrofia di Duchenne risulta carente e questo impedisce ai muscoli di svilupparsi correttamente. Alla radice del problema, la mutazione di un singolo gene che blocca la normale produzione di distrofina. E per questo la malattia è un candidato naturale per l’utilizzo di Crispr: correggendo la mutazione nelle cellule dei muscoli dovrebbe essere possibile prevenire lo sviluppo della distrofia. Lo scorso dicembre, diversi esperimenti pubblicati su Science hanno dimostrato che la tecnica risulta efficace, e sicura, sui topi. È presto per parlare di un utilizzo sull’uomo (anche per i già citati dubbi di ordine bioetico), ma la strada è certamente aperta.
Malaria
Una delle possibilità più discusse è proprio quella di sconfiggere il Plasmodium falciparum (il parassita che causa la malaria) sfruttando Crispr. Per farlo si pensa di agire sulle zanzare anopheles, unico vettore di trasmissione della malattia. Le strade possibili sono diverse: agire sugli insetti per diminuire il numero di femmine, visto che i maschi non succhiando il sangue non possono trasmettere la malattia; intervenire sul dna delle zanzare per rendere immuni al parassita, e quindi incapaci di trasmetterlo in seguito all’uomo; o ancora, modificare geneticamente le femmine per diminuirne la fertilità, e ridurre così la popolazione di zanzare. Risultati definitivi in questo senso non ve ne sono ancora, ma le ricerche procedono spedite.
Huntington
La malattia (o Còrea) di Huntington è una sindrome genetica che provoca un progressivo danneggiamento dei tessuti del cervello, e riduce drasticamente l’aspettativa di vita di chi ne soffre. Attualmente non esiste una cura, ma proprio da Crispr sembrano arrivare le speranze più concrete: uno studio pubblicato proprio quest’anno sul Journal of Clinical Investigation ha dimostrato infatti che è possibile riparare il gene difettoso (il gene Htt) che provoca i sintomi della malattia.
I risultati per ora sono stati ottenuti su topi, nei quali il trattamento basato su Crispr ha permesso di invertire efficacemente i sintomi della malattia. Per arriva a una terapia utilizzabile su pazienti umani la strada è ancora lunga. Ma i risultati ottenuti, assicurano gli esperti, sono già estremamente promettenti.
Biocarburanti
La salute comunque non è l’unico campo in cui trova applicazione Crispr. Come gli animali, anche le piante hanno un dna che può essere manipolato con le nuove tecniche di editing genetico. E gli obbiettivi possono essere i più diversi. Un esempio recente arriva da Craig Venter – la pop star della biologia divenuta celebre per il sequenziamento del dna umano e per la prima cellula sintetica – la cui azienda (la Synthetic Genomics) ha appena fatto un importante passo in avanti verso l’invenzione di un biocarburante realmente sostenibile.
Merito di Crispr, ovviamente, e della Nannochloropsis gaditana, una microalga che non necessita di acqua dolce per vivere. I ricercatori della Synthetic Genomics sono infatti riusciti a raddoppiare il contenuto lipidico dell’alga, rendendola conveniente e sostenibile come possibile fonte di biocarburanti. E se è presto, avvertono, per pensare allo sfruttamento commerciale della scoperta, anche in questo caso la strada sembra ormai tracciata.
Agricoltura
In campo agricolo gli organismi geneticamente modificati non sono certo una novità. Ma anche qui, Crispr promette di fare miracoli, rendendo molto più veloce (e potenzialmente anche più sicuro) lo sviluppo di varietà agricole più produttive, resistenti a malattie o siccità.
I progetti in questo senso sono moltissimi. Un buon esempio è quello della Rutgers University, dove un team di ricercatori sta studiando la possibilità di modificare geneticamente la vite e l’erba da prato (che rappresenta un mercato multimilionario almeno negli Stati Uniti) per renderle resistenti a diversi agenti patogeni e stress ambientali. Con le tecniche di ingegneria genetica disponibili in passato era infatti estremamente difficile ottenere più di una singola alterazione del genoma, e quindi risultava quasi impossibile rendere una specie vegetale resistente a più di uno specifico agente patogeno o fattore ambientale sfavorevole.
Con Crispr invece si apre tutto un nuovo spettro di possibilità: per ora i ricercatori stanno sperimentando la tecnica per rendere la vite resistente alla Plasmopara viticola (un’infezione fungina) e l’erba (più specificamente la Agrostide Stolonifera, utilizzata spesso per campi da golf e simili) immune alla cosiddetta dollar spot, malattia causata dal fungo Sclerotinia homoeocarpa, e anche maggiormente resistente alla siccità e alle alte temperature estive. Se il progetto avrà successo, i ricercatori prevedono di utilizzare in seguito le stesse tecniche su piante diverse, e con scopi differenti, con il fine ultimo di rendere più produttivo (e sostenibile) il comparto agricolo.
