Cancro, HIV e cecità possono diventare storia?

L'editing genetico può ora essere reso estremamente efficiente eliminando di proposito un gene che causa la malattia in un essere umano adulto, un feto, un ovulo o una cellula corporea e sostituendolo con un gene sano. Crisper-Cas9, o semplicemente Crispr, può probabilmente curare una serie di malattie in noi esseri umani. Compreso il cancro, che insieme alle malattie cardiovascolari è la causa di morte più comune in Norvegia.

Il professore di biologia Kjetill Sigurd Jakobsen dell'Università di Oslo spiega a Ny Tid perché Crispr è efficace:

“Se ho le tue informazioni genetiche, posso sedermi al computer e progettare un modulo Crispr-Cas9. Il metodo prende di mira un pezzo di un gene nel tuo materiale genetico. Quindi invio un ordine specifico a un laboratorio specializzato che produce tali moduli, e poi mi arriva sintetizzato in un tubo", spiega Jakobsen.

Il metodo Crispr apre la strada a un trattamento immunoterapico più avanzato per il cancro, in quanto le cellule immunitarie possono essere geneticamente personalizzate. La tecnologia può conferire alle cellule immunitarie nuove proprietà, in modo che possano diventare ancora più efficaci nel sconfiggere le cellule tumorali. Secondo il Biotechnology Council, ciò si applicherà inizialmente al cancro del sangue, al cancro ai polmoni e al cancro nei nevi, ma la speranza è che diventi un tipo di trattamento che possa essere utilizzato contro una serie di tumori.

Modifica i geni. Crispr può essere utilizzato nel trattamento in diversi modi. In questo articolo, discutiamo due esempi: il primo è che è possibile creare nuove cellule sane per un organo specifico in un paziente e poi trapiantarle nel paziente. Il secondo è il metodo più controverso: modificare i geni in un feto o in un gamete.

Jakobsen spiega: "Nel caso dei tumori ereditari, ad esempio, si possono modificare uno o più geni nel feto, o ad esempio nell'ovulo prima che venga fecondato. Se modifichi i geni in una cellula uovo, cambi anche l’intera eredità delle generazioni successive”.

Jakobsen e i suoi colleghi sono stati i primi al mondo, nel 2009, a mappare o eseguire il cosiddetto sequenziamento dell'intero materiale genetico del merluzzo utilizzando la tecnologia moderna, in modo rapido e molto più economico di prima. Nello stesso periodo, i ricercatori cinesi hanno anche mappato il materiale genetico del panda.

Altri colleghi e ricercatori chiamarono questo progetto fantascienza quando iniziò. Oggi è proprio questo tipo di tecnologia che i ricercatori utilizzano quando mappano il materiale genetico di ognuno di noi esseri umani, rivelando così le malattie nel nostro materiale genetico. Questa conoscenza specifica è il punto di partenza per modificare i nostri geni con Crispr. "Se in futuro avrai familiarità con la tua genetica prima di raggiungere la pubertà, potrai modificare il tuo materiale genetico. Si modifica il DNA in modo che la mutazione che si ha scompaia", dice Jakobsen.

Cambiamento nella legge? Oggi è legale ricercare embrioni in Norvegia purché non si utilizzi Crispr. Il motivo è che è illegale apportare modifiche genetiche ereditarie, vale a dire modifiche nelle cellule germinali o negli embrioni.

Tuttavia non esistono ostacoli giuridici all’utilizzo del metodo Crispr sulle cellule del corpo di pazienti affetti da malattie gravi. Se qualcosa va storto, è il paziente in questione a correre il rischio, e non le generazioni successive.

Attualmente Crispr non è utilizzato normalmente in Norvegia. Per acquisire maggiori conoscenze sulle malattie ereditarie e sulla biologia umana, il Consiglio per le biotecnologie vuole che sia consentito utilizzare Crispr nella ricerca di base per modificare geneticamente gli embrioni: "La ricerca può fornire conoscenze, ad esempio, su come le malattie ereditarie si sviluppano in una fase iniziale , e sul cancro, perché lo sviluppo del cancro ha molte somiglianze con lo sviluppo dell'embrione", afferma al Ny Tid Sigrid B. Thoresen, consigliere senior del Biotechnology Council.

Nella ricerca sugli embrioni i ricercatori devono essere in grado di effettuare esperimenti sugli ovociti fecondati rimasti dopo il trattamento per la fertilità e che inizialmente avrebbero dovuto essere distrutti.

Nel gennaio di quest'anno, la maggioranza del Consiglio sulle biotecnologie ha votato a favore di questa ricerca. Una modifica norvegese della legge dipenderà dal rapporto del Ministero della Salute e dell'Assistenza allo Storting sulle proposte di modifica della legge sulle biotecnologie, che è in preparazione. "Tale ricerca è legale nella maggior parte degli altri paesi e ora si stanno avviando progetti sia in Gran Bretagna che in Svezia. Gli ambienti di ricerca norvegesi che studiano lo sviluppo fetale umano non avranno le stesse opportunità", sottolinea Thoresen.

Testato sugli esseri umani. Il metodo e la tecnologia per applicare Crispr sono chiari. Affinché possa essere approvato per l'uso sul mercato e utilizzato nel trattamento degli esseri umani, il metodo deve essere prima testato in laboratorio e poi in esperimenti sugli animali. Se si dimostrerà sufficientemente sicuro, si potranno effettuare studi clinici sugli esseri umani.

"I primi studi sugli esseri umani dovrebbero iniziare l'anno prossimo, inizialmente sugli errori genetici che causano la cecità, ed eventualmente anche nella cura del cancro e contro l'HIV. Si segue la procedura standard con diverse fasi di test prima di poter ricevere una licenza di commercializzazione nel giro di pochi anni", afferma Thoresen.

Negli Stati Uniti diverse importanti aziende biotecnologiche hanno annunciato che probabilmente inizieranno la sperimentazione. Thoresen ritiene che saranno gli studi clinici a rendere il trattamento rapidamente disponibile per un ampio gruppo di pazienti. Il motivo è che sempre più persone riceveranno un trattamento su misura e potrebbe volerci molto tempo prima che diventi un prodotto commerciale. 

Thoresen spiega che il metodo Crispr è stato notevolmente migliorato negli ultimi sei mesi e che può apportare modifiche genetiche più precise rispetto a prima. Ci sono stati anche diversi esperimenti sugli animali che dimostrano quanto sia potente il metodo. Ma mostrano anche i dilemmi che dobbiamo affrontare:

"Oggi il sequenziamento costerà circa 10 corone norvegesi a persona e richiederà alcune settimane, ma in futuro la mappatura sarà più economica e molto più veloce."

"Topi con atrofia muscolare trattati con trapianti le cellule muscolari geneticamente modificate sono migliorate, ma loro no fresco. Tuttavia, i topi a cui è stato rimosso il difetto genetico allo stadio embrionale sono nati completamente sani. Ciò caratterizza il dibattito etico, che diventa via via più sfumato. Molte persone ora si chiedono se il metodo diventerà sufficientemente preciso e sicuro: è quindi eticamente giustificabile rimuovere le strutture per gravi malattie ereditarie nei nascituri? È etico non farlo?”

Effetti collaterali. Attualmente, Crispr-Cas9 è adatto per modificare i geni in cui esiste una chiara ereditarietà legata a uno o più geni, come una variante genetica. La malattia di Huntington è un esempio di una cosiddetta malattia neurodegenerativa causata da una specifica sequenza di DNA.

"Se tu come donna sai che c'è la malattia di Huntington in famiglia prima di avere un figlio, per esempio, allora potremmo entrare e prendere alcuni ovuli della donna, e poi eliminare la malattia in modo da eliminarla. Non hai nulla da temere se usi quell'uovo", spiega Jakobsen.

Ma molte malattie sono causate non solo dall’ereditarietà ma anche dall’ambiente o dallo stile di vita. Un esempio di tale malattia è l'alcolismo. Se modifichi dipendenza dai geni, potrebbero esserci ancora esperienze di vita e circostanze esterne che ti portano comunque a diventare un alcolizzato.

Inoltre, l'effetto "pleiotropico" si presenta in alcuni casi come una sorta di effetto collaterale dell'editing genetico. Ciò significa che un cambiamento può avere molti effetti diversi visibili anche sul corpo. Ad esempio, è possibile modificare il gene di una malattia in cui un effetto collaterale inaspettato è, ad esempio, la comparsa di capelli ricci in seguito. Questo effetto è chiamato effetto pleiotropico.

"Modifichi il DNA in modo che la mutazione che hai scompaia."

"In alcuni casi sapete molto bene cos'è la pleiotropia, cioè quali effetti ha il cambiamento. Ma non conosciamo tutti i meccanismi alla base degli effetti pleiotropici, né sappiamo in che misura la genetica diversa da persona a persona si rivela essere un effetto pleiotropico", afferma Jacobsen.

Costi. All'Università di Oslo, i giornalisti del Ny Tids vengono mostrati tra le macchine per il sequenziamento di Jakobsen in grado di mappare il materiale genetico. Si sente un leggero ronzio tra gli apparecchi. Hanno le dimensioni di una lavastoviglie e sono tra le più potenti e costose del Paese.

Jakobsen spiega che un genoma umano è composto da circa tre "gigabasi". Se tre macchine vengono utilizzate contemporaneamente, generano diverse centinaia di gigabasi di sequenze di DNA. Con il cosiddetto sequenziamento dell’intero genoma, le macchine nella stanza possono mappare tutto il tuo o il mio materiale genetico. "Tale sequenziamento costerà oggi circa 10 NOK a persona e richiederà alcune settimane, ma in futuro la mappatura sarà più economica e molto più veloce", spiega Jakobsen.

Se in futuro il metodo Crispr verrà utilizzato come trattamento su misura o come cosiddetta medicina personalizzata, tale mappatura del materiale genetico di ogni singolo paziente diventerà parte di questo trattamento. Il Ministero della Salute e dell’Assistenza sta valutando la possibilità di poterlo offrire in futuro in Norvegia. All'inizio di giugno, la Direzione norvegese della sanità ha presentato al ministero un progetto relativo alla medicina personalizzata nel sistema sanitario.

Il Biotechnology Council ritiene che tale trattamento personalizzato possa essere costoso e che sia quindi una questione economica e politica quanto sarà accessibile tale trattamento.

Ny Tid chiede al medico senior del Centro di genetica medica e medicina molecolare di Haukeland, Ellen Økland Blinkenberg, se questo sarà un medicinale per tutti o solo per pochi che possono pagare da soli il trattamento. Lei ritiene che ci sarà una battaglia per le risorse, affinché chi corre il rischio più alto venga messo in prima fila: "Qui si può sicuramente trovare un mercato per chi ha soldi, farsi mappare i fattori di rischio ed essere regolarmente seguiti, " sottolinea Blinkenberg.

Si occupa di consulenza genetica, indagini e diagnosi e ritiene che sarà difficile ottenere i soldi per implementare la medicina personalizzata nel sistema sanitario pubblico, dato il livello di costo odierno di tale trattamento. "Se si dovessero mappare tutti i fattori di rischio per ogni membro della popolazione e tutti fossero informati al riguardo, allora penso che si potrebbe prosciugare il budget sanitario entro una settimana", osserva Blinkenberg.

Jakobsen, d'altro canto, ritiene che la società possa risparmiare miliardi sulla mappatura genetica: "Alcuni pensano che sequenziare l'intero genoma significhi sparare ai passeri con un cannone, e che basti guardare un gene e che sia molto più economico. Altri credono che la tecnologia che inventiamo non sia democratica, perché non tutti possono usarla. Ma in futuro sarà molto più economico quando questa tecnologia potrà essere utilizzata per adattare la medicina a ciascun individuo. La società risparmierà miliardi evitando farmaci e trattamenti sbagliati”.

Se in futuro noi pazienti dovremo mappare i nostri geni, impareremo anche molto su noi stessi, il che potrebbe diventare un peso, secondo Blinkenberg: "Non sono interessato a mappare i fattori di rischio per malattie che potrei non essere in grado di per evitare che ciò accada. Penso che mi preoccuperei se scoprissi che ho un rischio leggermente più elevato di contrarre alcune malattie. Se non potessi fare qualcosa di concreto per evitare che esploda, per me sarebbe solo un’informazione un po’ fastidiosa”.

Lei ritiene che i pazienti che dopo un sondaggio hanno dimostrato di avere un rischio maggiore di malattia si sentiranno sicuri se vengono seguiti regolarmente, ma questo costerà molto al sistema sanitario.

I pazienti. Quanto vogliamo sapere noi pazienti sulle nostre potenziali malattie? Cathrine Bjorvatn, supervisore genetico dell'ospedale universitario di Haukeland, chiede indagini sulla popolazione per mappare ciò che gli stessi norvegesi vogliono sapere in relazione al trattamento:

"Credo che dovrebbero essere effettuate più indagini sulla popolazione per sondare l'atteggiamento delle persone nei confronti dei test genetici. Probabilmente sono passati sei anni dall'ultima indagine sulla popolazione e nel campo dell'ingegneria genetica sei anni sono un periodo piuttosto lungo. Si può certamente immaginare che gli atteggiamenti delle persone cambino in linea con ciò che è ora possibile diagnosticare e, non ultimo, trattare."

"La ricerca sull'invecchiamento può portare a grandi cambiamenti sociali nel sistema educativo, nella vita lavorativa e nell'assistenza sanitaria."

Precedenti sondaggi condotti dalla Direzione norvegese della sanità mostrano che la popolazione è più propensa a voler sapere qualcosa sul proprio stato di portatore se è disponibile una buona prevenzione o trattamento.

Nonostante rimangano ricerche e test prima di poter utilizzare Crispr, le possibilità di trattamento sono quasi infinite. Crispr è una tecnologia innovativa che si farà strada indipendentemente dal fatto che le autorità norvegesi cerchino di limitarne l'uso, ritiene Jakobsen:

"Una tecnologia come questa cambia la società, apre nuove opportunità, che a loro volta consentono l'emergere di nuovi mercati. Sì, possono esserci anche effetti negativi. Ad esempio, non sono state effettuate valutazioni d’impatto sufficientemente valide. Può anche darsi che alcune persone in un contesto commerciale abbiano intenzioni sbagliate nell'utilizzare il metodo, il che può avere conseguenze negative."

La ricerca sull'invecchiamento, ad esempio, è chiaramente un settore potenziale, ma che può anche portare a grandi cambiamenti sociali nel sistema educativo, nella vita lavorativa e nell'assistenza sanitaria, a suo avviso. “L’invecchiamento in sé è molto eccitante. Ma se si avesse avuto l’opportunità di modificare i geni dell’invecchiamento, ciò avrebbe avuto enormi conseguenze sociali se fossimo vissuti 50 o 100 anni in più. Quanto tempo devi andare a scuola o al lavoro? E che dire delle pensioni se invecchiamo davvero? Ci sarà molta più demenza? Se tutti vivessero fino a 100 anni, forse dovremmo andare a scuola o all’università 10-15 anni in più rispetto a oggi. Pensa cosa significherebbe per le capacità delle persone!” conclude Jakobsen.