L’ingegneria genetica è il processo di modifica del DNA di un organismo per introdurre nuovi tratti desiderabili. Molti organismi, dai batteri alle piante e agli animali, sono stati geneticamente modificati per scopi accademici, medici, agricoli e industriali. Mentre l’ingegneria genetica ha benefici definiti, le preoccupazioni etiche circondano la modifica degli esseri umani e della nostra fornitura alimentare.
L’ingegneria genetica è possibile perché il codice genetico, il modo in cui le informazioni sono codificate dal DNA, e la struttura del DNA sono universali tra tutte le forme di vita. Di conseguenza, il codice genetico di un organismo può essere modificato in diversi modi.
La sequenza dei nucleotidi può essere modificata in modo selettivo utilizzando tecniche come il sistema CRISPR/Cas9. Conosciuto come le “forbici molecolari”, il sistema CRISPR/Cas9 è una risposta immunitaria innata e procariotica che è stata cooptata per la modifica delle informazioni genetiche.
Un gene può anche essere rimosso da un organismo per creare un “knockout”, o introdotto per creare un “knockin”, attraverso un processo chiamato targeting genico. Questo metodo si basa sulla ricombinazione omologa , lo scambio genetico tra molecole di DNA che condividono una regione estesa con sequenze simili, per modificare un gene endogeno.
Gli scienziati possono anche inserire un gene da un organismo nel genoma di un altro, risultando in un organismo transgenico. Generalmente, il DNA combinato da fonti diverse è chiamato DNA ricombinante. L’organismo che riceve tale DNA è considerato un organismo geneticamente modificato o OGM.
L’editing (la modifica) del genoma ha avuto un impatto significativo sulla ricerca scientifica, sull’agricoltura, sull’industria e sulla medicina. La ricerca sulla biologia molecolare spesso inserisce i transgeni, geni estranei, in batteri e virus per studiare la funzione e l’espressione genica. I batteri sono stati i primi organismi ad essere geneticamente progettati. Gli scienziati hanno introdotto il gene dell’insulina umana per produrre insulina sintetica che viene utilizzata dalle persone con diabete.
Una tecnica chiamata terapia genica permette di inserire un nuovo gene in una persona in modo che la proteina che codifica possa essere espressa all’interno delle loro cellule. La terapia genica fornisce una cura o un trattamento per alcune malattie genetiche gravi e altrimenti non trattabili. Gli scienziati hanno modificato i virus per fornire nuovi geni alle cellule ospiti. Questi virus personalizzati possono infettare le cellule malate e inserire una copia corretta di un gene difettoso, trattando disturbi umani come l’immunodeficienza combinata grave (SCID).
Sebbene molti trattamenti di terapia genica utilizzino virus modificati, il sistema CRISPR/Cas9 è diventato una tecnica sempre più popolare. Il sistema CRISPR/Cas9 taglia il DNA utilizzando una guida, ovvero sequenze di RNA note come CRISPR, per dirigere le “forbici molecolari”, un enzima chiamato Cas9, a siti specifici del genoma. Gli scienziati usano questo strumento molecolare per aggiungere, rimuovere o alterare il materiale genetico. CRISPR/Cas9 è stato utilizzato nei modelli murini per correggere gli errori nei geni responsabili della distrofia muscolare di Duchenne, dell’epatite B, della cataratta e delle malattie cardiovascolari.
Mentre l’ingegneria genetica può produrre nuovi trattamenti per le malattie, può essere utilizzata anche per altri scopi pratici. Sono state sviluppate capre transgeniche che producono seta di ragno nel loro latte per uso industriale. In agricoltura, alcune piante sono state geneticamente modificate per migliorare caratteristiche come il contenuto nutrizionale e la resistenza ai parassiti. I progressi recenti e futuri nell’ingegneria genetica continueranno probabilmente a avere un impatto sia sulla salute umana che sul benessere.
L’ingegneria genetica ha un grande potenziale, ma dove tracciamo il confine? Gli scienziati e la società devono rispondere a questa domanda. L’editing del genoma umano, specialmente nelle cellule germinali, è una delle principali preoccupazioni etiche. La maggior parte delle terapie geniche modificano le cellule somatiche, quindi i cambiamenti genetici riguardano solo l’individuo. Le modifiche alla linea germinale di una persona, tuttavia, sono ereditate anche dalla loro prole.
Nel 2018, uno scienziato ha scioccato il mondo quando avrebbe creato i primi bambini geneticamente modificati con CRISPR. Tentò di rendere le bambine gemelle resistenti all’HIV introducendo una mutazione germinale non studiata. Le sue azioni hanno suscitato indignazione e preoccupazione mentre gli scienziati e il pubblico erano alle prese con ciò che questo significava per l’umanità. Non è chiaro in che modo ciò influirà sulla salute delle ragazze, sulla loro futura prole o sulla popolazione.
Un’altra preoccupazione è l’uso di materiale genetico straniero per migliorare l’approvvigionamento alimentare. Le piante sono la fonte alimentare geneticamente modificata più comune, con 28 paesi che crescono quasi 450 milioni di acri di colture GM a livello globale. Sebbene vi sia un enorme potenziale per garantire l’approvvigionamento alimentare a una popolazione mondiale in crescita, sono necessari studi scientificamente validi e a lungo termine per affrontare le preoccupazioni dei critici degli OGM.
