Progettare le persone: generazione di OGM

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

Molti di noi nascono con qualità che aiutano a competere meglio nella società: bellezza, intelligenza, aspetto spettacolare o forza fisica. A causa dei progressi della genetica, inizia a sembrare che presto saremo in grado di accedere a qualcosa a cui in precedenza non era soggetto: "progettare" le persone anche prima che nascano. Chiedere le qualità necessarie, se non sono date dalla natura, predeterminando le opportunità così necessarie nella vita. Lo facciamo con automobili e altri oggetti inanimati, ma ora che il genoma umano è stato decodificato e stiamo già imparando a modificarlo, sembra che ci stiamo avvicinando all'emergere dei cosiddetti bambini "designer", "proiettati". Sembra così o diventerà presto realtà?

Lulu e Nana dal vaso di Pandora

La nascita dei primi bambini con genoma modificato alla fine del 2019 ha suscitato una seria risonanza nella comunità scientifica e tra il pubblico. He Jiankui, biologo della Southern University of Science and Technology, Cina (SUSTech) - Il 19 novembre 2018, alla vigilia del secondo Summit internazionale sull'editing del genoma umano a Hong Kong, in un'intervista all'Associated Press, ha annunciato la nascita dei primi bambini con un genoma modificato.

Le gemelle sono nate in Cina. I loro nomi, così come i nomi dei loro genitori, non sono stati resi noti: i primi “bambini OGM” del pianeta sono conosciuti come Lulu e Nana. Secondo lo scienziato, le ragazze sono sane e l'interferenza con il loro genoma ha reso i gemelli immuni all'HIV.

L'evento, che può sembrare un nuovo passo nello sviluppo dell'umanità, o almeno della medicina, come già accennato, non ha suscitato emozioni positive tra i colleghi dello scienziato. Al contrario, fu condannato. Le agenzie governative in Cina hanno avviato un'indagine e tutti gli esperimenti con il genoma umano nel paese sono stati temporaneamente vietati.

Lui Jiankui / ©apnews.com/Mark Schiefelbein

L'esperimento, non apprezzato dal pubblico, è stato il seguente. Lo scienziato ha preso sperma e ovuli dai futuri genitori, ha effettuato con loro la fecondazione in vitro, ha modificato i genomi degli embrioni risultanti usando il metodo CRISPR / Cas9. Dopo che gli embrioni sono stati impiantati nel rivestimento dell'utero della donna, la futura madre delle ragazze non è stata infettata dall'HIV, a differenza del padre, che era un portatore del virus.

Il gene CCR5, che codifica per una proteina di membrana utilizzata dal virus dell'immunodeficienza umana per entrare nelle cellule, è stato modificato. Se viene modificato, una persona con una tale mutazione artificiale sarà resistente all'infezione con il virus.

Lulu e Nana / © burcualem.com

La mutazione che He Jiankui ha cercato di creare artificialmente si chiama CCR5 Δ32: si trova in natura, ma solo in poche persone, e da tempo attira l'attenzione degli scienziati. Esperimenti sui topi nel 2016 hanno mostrato che CCR5 Δ32 influenza la funzione dell'ippocampo, migliorando significativamente la memoria. I suoi portatori non solo sono immuni all'HIV, ma si riprendono anche più velocemente dopo un ictus o un trauma cranico, hanno una memoria e capacità di apprendimento migliori rispetto alle persone "normali".

È vero, finora nessuno scienziato può garantire che CCR5 Δ32 non comporti rischi sconosciuti e che tali manipolazioni con il gene CCR5 non causeranno conseguenze negative per il portatore della mutazione. Ora è nota l'unica conseguenza negativa di una tale mutazione: l'organismo dei suoi proprietari è più suscettibile alla febbre del Nilo occidentale, ma questa malattia è piuttosto rara.

Nel frattempo, l'università dove lavorava lo scienziato cinese ha rinnegato il suo dipendente. L'alma mater ha affermato di non essere a conoscenza degli esperimenti di He Jiankui, che hanno definito una grave violazione dei principi etici e della pratica scientifica, e che era impegnato in essi al di fuori delle mura dell'istituto.

Va notato che il progetto stesso non ha ricevuto conferma indipendente e non ha superato la revisione paritaria e i suoi risultati non sono stati pubblicati su riviste scientifiche. Tutto ciò che abbiamo sono solo le dichiarazioni di uno scienziato.

Il lavoro di He Jiankui ha violato la moratoria internazionale su tali esperimenti. Il divieto è stabilito a livello legislativo in quasi tutti i paesi. I colleghi del genetista concordano sul fatto che l'uso della tecnologia di editing genomico CRISPR / Cas9 negli esseri umani comporta enormi rischi.

Ma il punto chiave della critica è che il lavoro del genetista cinese non ha nulla di innovativo: nessuno ha intrapreso tali esperimenti prima per paura di conseguenze imprevedibili, perché non sappiamo quali problemi possono creare i geni modificati per i loro portatori e discendenti.

Come ha affermato la genetista britannica Maryam Khosravi sul suo account Twitter: "Se possiamo fare qualcosa, non significa che dobbiamo farlo".

A proposito, nell'ottobre 2018, anche prima della scioccante dichiarazione dello scienziato cinese, i genetisti russi del Centro nazionale di ricerca medica di ostetricia, ginecologia e perinatologia intitolato a Kulakov hanno anche annunciato il cambiamento riuscito del gene CCR5 usando il genomico CRISPR / Cas9 editore e ottenere embrioni non soggetti agli effetti dell'HIV. Naturalmente, furono distrutti, in modo che non arrivasse alla nascita dei bambini.

40 anni prima

Avanti veloce di quattro decenni. Nel luglio 1978, Louise Brown è nata in Gran Bretagna, la prima figlia nata a seguito della fecondazione in vitro. Quindi la sua nascita causò molto rumore e indignazione e andò dai genitori del "bambino in provetta" e dagli scienziati, che furono soprannominati "medici di Frankenstein".

Luisa Brown. Nell'infanzia e ora / © dailymail.co.uk

Ma se quel successo ha spaventato alcuni, ha dato speranza ad altri. Così, oggi sul pianeta sono più di otto milioni le persone che devono la loro nascita al metodo della fecondazione in vitro, e molti dei pregiudizi che erano allora in voga sono stati sfatati.

È vero, c'era un'altra preoccupazione: poiché il metodo di fecondazione in vitro presuppone che un embrione umano "pronto" sia posto nell'utero, potrebbe essere geneticamente modificato prima dell'impianto. Come possiamo vedere, dopo alcuni decenni, questo è esattamente quello che è successo.

Procedura di fecondazione in vitro / © freepik.com

Quindi si può tracciare un parallelo tra i due eventi: la nascita di Louise Brown e le gemelle cinesi Lula e Nana? Vale la pena sostenere che il vaso di Pandora è aperto e molto presto sarà possibile "ordinare" un bambino creato secondo un progetto, cioè un designer. E, soprattutto, cambierà l'atteggiamento della società nei confronti di questi bambini, come è praticamente cambiato nei confronti dei bambini "da una provetta" oggi?

Selezione degli embrioni o modificazione genetica?

Tuttavia, l'editing del genoma non è l'unica cosa che ci avvicina a un futuro in cui i bambini avranno qualità prestabilite. Lulu e Nana devono la loro nascita non solo alle tecnologie di editing genetico CRISPR / Cas9 e alla fecondazione in vitro, ma anche alla diagnosi genetica preimpianto degli embrioni (PGD). Durante il suo esperimento, He Jiankui ha utilizzato la PGD di embrioni modificati per rilevare il chimerismo e gli errori fuori bersaglio.

E se la modifica di embrioni umani è vietata, non lo è la diagnostica genetica preimpianto, che consiste nel sequenziare il genoma degli embrioni per alcune malattie genetiche ereditarie, e la successiva selezione di embrioni sani. La PGD è una sorta di alternativa alla diagnostica prenatale, solo senza la necessità di interrompere la gravidanza se si riscontrano anomalie genetiche.

Gli esperti sottolineano che i primi figli "legittimi" designer si otterranno proprio attraverso la selezione degli embrioni, e non come risultato di manipolazioni genetiche.

Durante la PGD, gli embrioni ottenuti mediante fecondazione in vitro sono sottoposti a screening genetico. La procedura prevede la rimozione di cellule dagli embrioni in una fase molto precoce dello sviluppo e la "lettura" dei loro genomi. Tutto o parte del DNA viene letto per determinare quali varianti di geni porta. Dopodiché, i futuri genitori potranno scegliere quali embrioni impiantare nella speranza di una gravidanza.

Diagnosi genetica preimpianto (PGD) / ©vmede.org

La diagnosi genetica preimpianto è già utilizzata dalle coppie che credono di essere portatrici di geni per alcune malattie ereditarie per identificare gli embrioni che non hanno quei geni. Negli Stati Uniti, tale test viene utilizzato in circa il 5% dei casi di fecondazione in vitro. Di solito viene eseguito su embrioni da tre a cinque giorni. Tali test possono rilevare i geni che portano circa 250 malattie, tra cui la talassemia, il morbo di Alzheimer precoce e la fibrosi cistica.

Solo oggi, la PGD non è molto attraente come tecnologia per la progettazione dei bambini. La procedura per ottenere le uova è spiacevole, comporta dei rischi e non fornisce il numero richiesto di cellule per la selezione. Ma tutto cambierà non appena sarà possibile ottenere più ovuli per la fecondazione (ad esempio, dalle cellule della pelle), e allo stesso tempo aumenterà la velocità e il prezzo del sequenziamento del genoma.

Il bioeticista Henry Greeley della Stanford University in California afferma: "Quasi tutto ciò che puoi fare con l'editing genetico, puoi farlo con la selezione degli embrioni".

Il DNA è destino?

Secondo gli esperti, nei prossimi decenni nei paesi sviluppati, i progressi nelle tecnologie per la lettura del codice genetico registrato nei nostri cromosomi offriranno a sempre più persone l'opportunità di sequenziare i propri geni. Ma usare i dati genetici per prevedere che tipo di persona diventerà un embrione è più complicato di quanto sembri.

La ricerca sulle basi genetiche della salute umana è certamente importante. Tuttavia, i genetisti hanno fatto poco per dissipare le idee semplicistiche su come i geni ci influenzano.

Molte persone credono che ci sia una connessione diretta e inequivocabile tra i loro geni e tratti. L'idea dell'esistenza di geni direttamente responsabili dell'intelligenza, dell'omosessualità o, ad esempio, delle capacità musicali è molto diffusa. Ma anche usando l'esempio del suddetto gene CCR5, un cambiamento in cui influisce sul funzionamento del cervello, abbiamo visto che non tutto è così semplice.

Esistono molte malattie genetiche, per lo più rare, che possono essere accuratamente riconosciute da una specifica mutazione genetica. Di norma, esiste davvero una connessione diretta tra una tale rottura del gene e la malattia.

Le malattie o le predisposizioni mediche più comuni - diabete, malattie cardiache o alcuni tipi di cancro - sono associate a diversi o addirittura a molti geni e non possono essere previste con certezza. Inoltre, dipendono da molti fattori ambientali, ad esempio dalla dieta di una persona.

Ma quando si tratta di cose più complesse come la personalità e l'intelligenza, qui non sappiamo molto su quali geni siano coinvolti. Tuttavia, gli scienziati non perdono il loro atteggiamento positivo. Con l'aumentare del numero di persone i cui genomi sono stati sequenziati, saremo in grado di saperne di più su quest'area.

Nel frattempo, Euan Birney, direttore dell'Istituto europeo di bioinformatica di Cambridge, suggerendo che la decodifica del genoma non risponderà a tutte le domande, osserva: "Dobbiamo allontanarci dall'idea che il tuo DNA sia il tuo destino".

Direttore e orchestra

Tuttavia, questo non è tutto. Per la nostra intelligenza, carattere, fisico e aspetto, non solo i geni sono responsabili, ma anche gli epigeni - tag specifici che determinano l'attività dei geni, ma non influenzano la struttura primaria del DNA.

Se il genoma è un insieme di geni nel nostro corpo, allora l'epigenoma è un insieme di tag che determinano l'attività dei geni, una sorta di strato regolatore situato, per così dire, sopra il genoma. In risposta a fattori esterni, comanda quali geni dovrebbero funzionare e quali dovrebbero dormire. L'epigenoma è il direttore, il genoma è l'orchestra, nella quale ogni musicista ha la sua parte.

Tali comandi non influenzano le sequenze di DNA; semplicemente attivano (esprimono) alcuni geni e disattivano (reprimono) altri. Quindi, non tutti i geni che sono sui nostri cromosomi funzionano. La manifestazione di uno o un altro tratto fenotipico, la capacità di interagire con l'ambiente e persino il tasso di invecchiamento dipendono da quale gene è bloccato o sbloccato.

Il più famoso e, come si crede, il più importante meccanismo epigenetico è la metilazione del DNA, l'aggiunta del gruppo CH3 da parte degli enzimi del DNA - metiltransferasi alla citosina - una delle quattro basi azotate nel DNA.

Epigenoma / ©celgene.com

Quando un gruppo metilico è attaccato alla citosina, che fa parte di un particolare gene, il gene viene disattivato. Ma, sorprendentemente, in uno stato così "dormiente", il gene viene trasmesso alla prole. Tale trasferimento di caratteri acquisiti dagli esseri viventi durante la vita è chiamato eredità epigenetica, che persiste per diverse generazioni.

L'epigenetica - la scienza chiamata la sorellina della genetica - studia come l'attivazione e la disattivazione dei geni influenzi i nostri tratti fenotipici. Secondo molti esperti, è nello sviluppo dell'epigenetica che risiede il futuro successo della tecnologia per la creazione di bambini designer.

Aggiungendo o rimuovendo i "tag" epigenetici, possiamo, senza alterare la sequenza del DNA, combattere entrambe le malattie che sono sorte sotto l'influenza di fattori sfavorevoli ed espandere il "catalogo" delle caratteristiche di progettazione del bambino pianificato.

Lo scenario di Gattaki e altre paure sono reali?

Molti temono che dall'editing del genoma - per evitare gravi malattie genetiche - si passi al miglioramento delle persone, e lì non manca molto all'emergere di un superuomo o alla ramificazione dell'umanità in caste biologiche, come previsto da Yuval Noah Harari.

Il bioeticista Ronald Greene del Dartmouth College nel New Hampshire crede che i progressi tecnologici possano rendere più accessibile il "design umano". Nei prossimi 40-50 anni, dice, “vedremo l'uso dell'editing genetico e delle tecnologie riproduttive per migliorare gli esseri umani; saremo in grado di scegliere il colore degli occhi e dei capelli per nostro figlio, vogliamo una migliore capacità atletica, capacità di lettura o calcolo, e così via."

Tuttavia, l'emergere di bambini designer è irto non solo di conseguenze mediche imprevedibili, ma anche di profonde disuguaglianze sociali.

Come sottolinea lo scienziato bioetico Henry Greeley, un miglioramento della salute ottenibile del 10-20% attraverso la PGD, oltre ai benefici che la ricchezza già apporta, potrebbe portare a un divario crescente nello stato di salute di ricchi e poveri, sia nella società che tra i paesi.

E ora, nell'immaginazione, sorgono immagini terribili di un'élite genetica, come quelle raffigurate nel thriller distopico Gattaca: il progresso della tecnologia ha portato al fatto che l'eugenetica ha cessato di essere considerata una violazione delle norme morali ed etiche, e la produzione di persone ideali viene messa in moto. In questo mondo, l'umanità è divisa in due classi sociali: "valide" e "non valide". I primi, di regola, sono il risultato della visita dei genitori dal medico e i secondi sono il risultato della fecondazione naturale. Tutte le porte sono aperte a "buono" e "non idoneo", di regola, sono fuori bordo.

Still dal film "Gattaca" (1997, USA)

Torniamo alla nostra realtà. Abbiamo notato che non è ancora possibile prevedere le conseguenze dell'interferenza con la sequenza del DNA: la genetica non fornisce risposte a molte domande, e l'epigenetica è in realtà in una fase iniziale di sviluppo. Ogni esperimento con la nascita di bambini con un genoma modificato rappresenta un rischio significativo che a lungo termine può trasformarsi in un problema per tali bambini, i loro discendenti e, possibilmente, l'intera specie umana.

Ma il progresso della tecnologia in questo settore, avendoci salvato, probabilmente da alcuni problemi, ne aggiungerà di nuovi. L'emergere di bambini designer, perfetti sotto tutti i punti di vista, che, una volta maturati, diventeranno membri della società, può creare un problema serio sotto forma di approfondimento della disuguaglianza sociale già a livello genetico.

C'è un altro problema: non abbiamo guardato l'argomento in esame con gli occhi di un bambino. Le persone a volte tendono a sopravvalutare le capacità della scienza e la tentazione di sostituire la necessità di cure scrupolose del proprio figlio, della sua educazione e studio con il pagamento delle bollette in una clinica specializzata può essere grande. E se il ragazzo stilista, in cui sono stati investiti così tanti soldi e che ha così tante aspettative, non riuscisse a soddisfarle? Se, nonostante l'intelligenza programmata nei geni e un aspetto spettacolare, non diventasse ciò che volevano fare? I geni non sono ancora il destino.