L'annuncio del ricercatore cinese He Jiankui che affermava di aver creato i primi bambini al mondo con modifica genetica - gemelli i cui genomi sono stati alterati, come embrioni, usando la tecnologia CRISPR - ha scosso il mondo scientifico e ha provocato un vortice di controversie etiche. L'esperimento, se il suo esito è verificato dalla revisione tra pari, certamente prenderebbe l'uso del CRISPR nell'uomo più di quanto non fosse prima. Ma esattamente dove si trovano i bambini CRISPR nel campo in rapido movimento dell'editing genetico?
Il suo lavoro (che non è stato ancora pubblicato in una rivista peer-review o verificata in modo indipendente) prevede la creazione di embrioni da una madre sana e un padre sieropositivo e l'applicazione dello strumento di editing genetico CRISPR-Cas9 a quegli embrioni per rimuovere il gene CCR5, che consente all'HIV di entrare nelle cellule. Quegli embrioni modificati dal CRISPR hanno portato a una gravidanza e, infine, alla nascita di due gemelle di nome Lulu e Nana. Si dice che uno dei bambini manchi di entrambe le copie funzionali del gene CCR5, il che le impedirebbe di contrarre l'HIV, mentre l'altro ne ha una copia funzionale, il che significa che potrebbe ancora contrarre il virus.
La nascita di Lulu e Nana rappresenterebbe sicuramente la prima nel campo in erba dell'editing genetico. Ma Kiran Musunuru, cardiologo e genetista della Perelman School of Medicine dell'Università della Pennsylvania, che ha recensito un manoscritto preliminare del suo team per l'Associated Press, afferma che l'annuncio "non rappresenta in alcun modo un progresso scientifico" perché "non c'era nulla che impedisse ricercatori che hanno impedito agli embrioni umani di fare lo stesso, ad eccezione della propria etica e morale. "
Il CRISPR (che sta per ripetizioni palindromiche brevi intervallate periodicamente raggruppate) è un materiale genetico presente nei batteri e in altri procarioti che può essere utilizzato per colpire specifici supporti del DNA. La tecnologia funziona introducendo un filone di RNA attentamente programmato in una cellula. L'RNA può localizzare una sequenza bersaglio di DNA e, con l'aiuto di un enzima (più comunemente Cas9), tagliare il DNA nel punto designato. I meccanismi di riparazione del DNA nativi della cellula ripareranno la rottura, rimuovendo parte della sequenza genetica, e i ricercatori possono anche aggiungere un filamento di DNA desiderato nella cellula che verrà sostituito con il gene appena spezzato.
Nel 2012, un team di scienziati guidato da Jennifer Doudna dell'Università della California, Berkeley ed Emmanuelle Charpentier, ora del Max Planck Institute, (e quasi allo stesso tempo, il ricercatore lituano Virginijus Siksnys) ha sfruttato le sequenze CRISPR per tagliare e modificare DNA procariotico o monocellulare. Mezzo anno dopo, diversi scienziati, a partire dal Feng Zhang del Broad Institute e dalla George Church di Harvard, hanno aperto la strada al modo di usare il CRISPR per modificare il DNA multicellulare, anche nell'uomo.
Gli studi hanno rivoluzionato l'editing genetico. La semplicità e l'efficienza di CRISPR hanno spazzato via le tecniche precedenti.
La prima svolta del CRISPR negli embrioni umani è avvenuta nel 2015, quando gli scienziati cinesi Canquan Zhou e Junjiu Huang hanno usato il CRISPR per rimuovere un gene che, se mutato, provoca la beta talassemia del disturbo del sangue. Tuttavia, nessuno degli embrioni risultanti è stato considerato di successo; hanno mostrato modifiche genetiche involontarie e mosaicismo, il che significa che le cellule non hanno adottato uniformemente i cambiamenti indotti dal CRISPR. In una distinzione cruciale dal suo lavoro, Zhou e Huang hanno usato zigoti tripronucleari (un uovo, due spermatozoi) nelle loro ricerche, che non avrebbero potuto svilupparsi in esseri umani cresciuti se impiantati in un utero.
L'anno scorso, un team guidato da Shoukhrat Mitalipov della Oregon Health & Science University si è basato sul lavoro di Zhou e Huang e ha utilizzato con successo il CRISPR per rimuovere una variante genetica dagli embrioni che causa cardiomiopatia ipertrofica, una malattia mortale al cuore. Gli embrioni di Mitalipov erano vitali e mancavano delle modifiche involontarie e del mosaicismo degli esperimenti precedenti, ma i ricercatori non hanno lasciato che si sviluppassero per più di tre giorni, a quel punto sono stati separati e analizzati geneticamente. In una dichiarazione, Mitalipov ha scritto che a differenza della sua stessa ricerca, il suo lavoro "implica la mutazione di un gene normale e quindi il trasferimento degli embrioni per stabilire una gravidanza, apparentemente con poca supervisione scientifica. Il risultato di questo lavoro è imprevedibile e manca del rigore di una sperimentazione clinica ben pianificata. "
Diversi scienziati che hanno contribuito allo sviluppo della tecnologia CRISPR hanno censurato He, con Zhang che chiede una "moratoria sull'impianto di embrioni modificati" fino a quando la tecnologia non avanza ulteriormente. Church, tuttavia, prese una posizione più moderata, mettendo in dubbio alcune delle sue scelte ma dicendo a Science : "Ad un certo punto, dobbiamo dire che abbiamo fatto centinaia di studi sugli animali e abbiamo fatto parecchi studi sugli embrioni umani".
La tecnologia CRISPR ha una vasta gamma di potenziali applicazioni, in particolare nei settori agricolo e farmaceutico. Negli ultimi anni, tuttavia, CRISPR si è anche fatto strada nella ricerca clinica, con particolare attenzione alla prevenzione delle malattie umane.
Nel 2016, gli scienziati cinesi hanno aperto la strada come il primo a iniettare cellule modificate dal CRISPR in un essere umano. Il primo studio simile negli Stati Uniti sta attualmente reclutando. Ha lo scopo di aiutare i malati di cancro rimuovendo le loro cellule T, modificandole per renderle più efficaci nella lotta contro le cellule cancerose e reintroducendo le cellule immunitarie modificate nei flussi di sangue dei pazienti. Una differenza cruciale tra questa linea di lavoro e la modifica dell'embrione, secondo il principale ricercatore Edward Stadtmauer, è che il lavoro "ex vivo" comporta la modifica del genoma al di fuori del corpo del paziente e solo a un tipo specifico di cellula. Al contrario, un cambiamento nelle cellule embrionali ha il potenziale di avere un impatto su ogni singola cellula del corpo della persona risultante, e questi cambiamenti "germinali" verrebbero trasmessi anche a tutti i futuri discendenti.
Sembra aver anticipato il furore per le nascite dei gemelli. In un video pubblicato su YouTube il giorno della notizia, dice, in inglese, "Capisco che il mio lavoro sarà controverso, ma credo che le famiglie abbiano bisogno di questa tecnologia e sono disposto a prendere le critiche per loro".
Parla con Jiankui al secondo vertice internazionale sulla modifica del genoma umano, 28 novembre 2018. (Dominio pubblico) Come previsto, il suo lavoro è stato denigrato da scienziati ed etici. Un panel dell'Accademia Nazionale delle Scienze ha recentemente concluso che i cambiamenti germinali nell'uomo potrebbero essere consentiti, "ma solo dopo molte più ricerche per soddisfare gli appropriati standard di rischio / beneficio", "sotto stretto controllo", e solo per "ragioni convincenti" come consentire alle coppie con malattie ereditarie e non trattabili per avere bambini sani. La guida cinese, mentre proibisce la ricerca clinica che viola "principi etici o morali", è ambigua. Tuttavia, il vice ministro cinese per la scienza e la tecnologia ha caratterizzato la sua ricerca come "palesemente" violazione della legge sulla televisione di proprietà statale.
Il suo lavoro, condotto in segreto e identificato come ricerca per lo "sviluppo di vaccini contro l'AIDS" nei moduli di consenso dei partecipanti, è ora oggetto di indagini congiunte da parte delle autorità sanitarie ed etiche locali. Inoltre, l'ospedale Shenzen HarMoniCare, che è stato elencato per aver approvato l'etica del progetto, ha rilasciato una dichiarazione che nega il suo coinvolgimento.
Dato che lavora, sebbene sia stato sottoposto a una rivista, non è stato ancora sottoposto a peer review e pubblicato, è impossibile giudicare se il suo editing genetico ha avuto successo. Musunuru afferma che i dati che ha visto indicano un mosaicismo in almeno una placenta e una modifica fuori bersaglio in un embrione (ma non nei campioni di placenta). La sua presentazione al summit di modifica genetica di Hong Kong di questa settimana ha lasciato alcuni colleghi convinti dei suoi risultati, ma altri hanno ancora domande persistenti, secondo Nature .
Oltre all'accuratezza delle affermazioni di He, gli scienziati hanno espresso maggiore preoccupazione perché le persone senza il gene CCR5 possono essere più vulnerabili ad altre malattie come l'influenza. Ha anche disegnato rancore per l'utilizzo di CRISPR quando esistono altri metodi efficaci che consentono alle coppie sieropositive di avere figli sani, come "lavare" lo sperma prima della fecondazione in vitro senza apportare modifiche genetiche. Il suo metodo, tuttavia, che prevede il lavaggio degli spermatozoi e la modifica dei geni degli embrioni, ha il potenziale per produrre bambini immuni dal contrarre l'HIV. Ma, naturalmente, qualsiasi modifica alla linea germinale solleva una palude di domande etiche lungo la strada, poiché Lulu e Nana potrebbero trasmettere mutazioni indesiderate nei loro genomi se dovessero scegliere di avere figli.
Dato il tumulto internazionale, gli esperti temono anche che il suo approccio sprezzante possa avere un effetto agghiacciante sulla ricerca futura, portando potenzialmente a simili esperimenti di protocollo.
"Non lo definirei un risultato storico", afferma Musunuru. "Definirei una violazione etica storica".
