Buonasera a tutti quanti, è un piacere avere con voi questo grande evento che abbiamo insieme al professor Mandrioli. Buonasera professor Mandrioli. Buonasera.
Allora, il professor Mandrioli, ve lo introduco perché sarà un po'la nostra guida in questa serata, è un professore associato in genetica presso il Dipartimento di Scienze della Vita dell'Università di Modena e di Reggio Emilia. In questa università coordina il laboratorio di agricoltura digitale e insegna nei corsi di laurea di genetica generale, genetica molecolare e genetica microbica. I suoi principali interessi di ricerca riguardano l'evoluzione del genoma e del microbioma di insetti di interesse agrario, quindi è un po'qualcosa di antico che si ibrida con qualcosa di molto contemporaneo.
e ha pubblicato oltre 150 articoli su riviste e libri sia nazionali che internazionali. Ma soprattutto in questa oretta che passeremo insieme ci farà camminare un po'attraverso l'ultimo decennio e mezzo in qualche cosa che ha grandissima attualità. Quindi io lascio subito la parola al professor Mandrioli che ci spiega un po'di cosa ci parla.
Buonasera a tutti. Quello che vi voglio proporvi questa sera è una sorta di viaggio di quello che è accaduto nei laboratori di genetica negli ultimi vent'anni, perché se per molto tempo la genetica è stata una disciplina che svolgeva ricerca di base, noi oggi grazie alla genetica possiamo pensare di realizzare tantissimi obiettivi che erano impensabili anche solo dieci anni fa. Quindi quello che vi voglio proporre è una sorta di viaggio su tre puntate.
La prima parte ci concentreremo su quello che possiamo fare con il genoma umano, quali sono i dati che abbiamo e che cosa possiamo fare con questi dati. La seconda parte riguarderà invece una tematica che è una tematica secondo me molto interessante, che è quella della domesticazione e vedere come la genetica oggi ci possa aiutare a pensare e a costruire nuove varietà, mentre la terza parte riguarda... quello che possiamo fare nel futuro, cioè se la genetica fino adesso è stata una disciplina sostanzialmente storica, cioè potevamo usare la genetica per ricostruire la storia dei viventi, oggi possiamo pensare di scrivere invece il futuro dei viventi, potendolo fare un nucleotide alla volta, cioè nucleotide dopo nucleotide possiamo immaginare l'umanità futura. Tutto questo ha avuto inizio nel 2001, o meglio... Possiamo collocare l'inizio del 2001 quando è stato pubblicato il genome umano, perché nel 2001 effettivamente si è conclusa la prima parte del progetto genome umano e quindi per la prima volta avevamo a disposizione tutta quell'informazione genetica che è presente nel DNA, che è presente all'interno delle nostre cellule.
Quindi quello che è accaduto è che c'è stata un'evoluzione tecnologica tale per cui siamo riusciti a ottenere informazioni genetiche anche di un genoma di grandi dimensioni. Se noi andiamo a vedere che cosa era stato fatto prima invece del progetto Genoma Umano, sostanzialmente negli anni precedenti avevamo acquisito solo 5 genomi importanti, certo c'è il genoma del lievito, il genoma di Drosophila melanogaster, il moscerino irrinunciabile per tutti noi genetisti, però tutto sommato le informazioni genetiche erano... poche ed erano limitate a modelli estremamente studiati e che avevano un genoma piccolo. Cioè il genoma piccolo vuole dire che la quantità di DNA e la quantità di geni che sono presenti all'interno delle cellule di questi organismi è ancora una piccola parte di quello che noi abbiamo nel nostro genoma. Secondo alcuni storici della scienza il progetto Genoma Umano è da considerarsi tra gli obiettivi più ambiziosi che la comunità scientifica si è data negli anni 90. Perché, come possiamo vedere anche nella slide successiva, che riassume un po'i risultati, il progetto Genome Umano ha avuto un costo che si è girato attorno ai 3 miliardi di dollari e ha coinvolto più di mille ricercatori nel mondo che hanno interagito proprio per portare al compimento di questo progetto.
Sei nazioni coinvolte, primariamente Stati Uniti e Regno Unito. Nell'elenco non troviamo l'Italia non perché non abbiano partecipato ricercatori italiani, anzi sono stati tanti ricercatori italiani che hanno partecipato, ma l'Italia non è elencata perché lì sono elencate le nazioni che hanno anche finanziato il progetto Genome Umano e il progetto è durato solo 13 anni, nel senso che la stima era che il progetto durasse 15 anni. In realtà dopo 13 anni, anche grazie al fatto che i gruppi che sequenziavano il progetto Genome Umano sono diventati due, accanto ad un consorzio pubblico si è aggiunta Accelera Genomics che quindi è un'azienda privata che negli Stati Uniti ha iniziato a lavorare il progetto Genome Umano e grazie proprio al fatto che ci fosse una sorta di sfida e nello stesso tempo di integrazione del lavoro nel 2000 abbiamo i primi dati che sono poi quelli che vengono...
pubblicati nel 2001. Quando il progetto Genoma Umano si chiude, secondo alcuni storici della scienza, si chiude un progetto che per complessità era secondo solo al viaggio che ha portato l'uomo sulla Luna. Proprio perché voleva dire, non solo, l'obiettivo era chiaro, sequenziare il DNA, però dovevamo sviluppare gli strumenti per farlo, ci servivano strumenti informatici per poi... capire il messaggio che era presente nel codice genetico e serviva a coordinare tanti ricercatori in tante parti del mondo. E questo risultato è stato così incredibile che per la prima volta nella storia della genetica i risultati non vengono solo pubblicati in una rivista scientifica, ma vengono presentati addirittura in una conferenza con Tony Blair e Bill Clinton che in mondo visione annunciano a tutti abbiamo scoperto perché siamo umani. Tanto che, come potete vedere, al centro della fotografia di sinistra c'è l'allora Presidente degli Stati Uniti, Tony Blair era in videoconferenza, e viene annunciata proprio la scoperta di quello che è ancora oggi considerato il patrimonio dell'umanità.
Cioè abbiamo, sappiamo perché siamo quello che siamo. O forse quasi. Nel senso che almeno sappiamo che cosa c'è scritto nel nostro DNA. E Francis Collins, che è lo scienziato con gli occhiali e i baffi che vedete in tutte e due le fotografie, concluse questa presentazione dicendo che abbiamo finalmente capito il linguaggio di Dio. Molto probabilmente dall'entusiasmo siamo fatti un po'prendere la mano, perché non abbiamo capito il linguaggio di Dio, anzi in realtà ancora oggi, a distanza di ormai 20 anni, Non sappiamo ancora tutta l'informazione che è presente nel nostro genoma.
C'è circa un 20% di geni che abbiamo scoperto di cui non sappiamo ancora quasi nulla. Cioè sappiamo che ci sono ma non abbiamo la minima idea di che funzione svolgano. Quindi siamo ben lontani da riuscire a dare un significato funzionale a tutto quello che abbiamo osservato. Però è vero che a partire da questo progetto è nata quella che viene chiamata oggi la fase post-genomica. Cioè, se fino ad allora volevamo sequenziare, adesso questi dati li abbiamo, però voi immaginate, quando si è chiuso il progetto Genoma, tu potevi come genetista chiedere una copia del genoma umano.
Io immediatamente ho scritto per avere una copia del genoma umano. E ti arrivava quello che allora era un classico CD, e dentro questo CD, quando tu l'aprivi, tu avevi scritto AACCGG. perché quello era il genoma umano, ma non c'era scritto sarò biondo, mio figlio sarà maschio, sarà femmina, c'era scritto quello che c'è scritto nel DNA, c'è una sequenza di nucleotidi. Quindi da allora è nata quella che viene chiamata la post-genomica, cioè la fase di attribuire un significato funzionale. E'nata però anche l'idea di fare che cosa?
Di ok, adesso abbiamo il libro mastro, quella molecola che dà l'informazione genetica di tutti, e poi abbiamo il genoma umano, che è la post-genomica, quello che abbiamo ottenuto è una sorta di media e se io volessi sapere nel mio codice genetico che cosa c'è nel mio genoma personale posso pensare di fare dei confronti? e la risposta è sì io posso pensare di leggere nel genoma di chiunque quali sono le peculiarità quindi ad esempio potrei pensare di chiedere quali sono le malattie che potrei avere e per cui noi potremmo, ed è quello che è stato fatto ai genetisti è stato un po'chiesto quali sono le informazioni che potrebbero essere ottenute dal genoma. E quindi potremmo immaginare una sorta di nuvola di parole che sono tutte le informazioni che potremmo provare a cercare nel nostro genoma.
E quindi quali sono le varianti associate a malattie, quali sono le mie informazioni, i miei personali, che potrei usare per cambiare il mio stile di vita. Negli Stati Uniti c'è un bellissimo slogan che è Empower Yourself. Cioè migliora te stesso usando le informazioni genetiche che puoi avere. Di nuovo, è uno slogan, non è un'affermazione scientifica, però è vero che io posso pensare di usare il mio DNA, ad esempio, per regolare le mie abitudini alimentari piuttosto che altri aspetti. A questo punto è nata una nuova sfida, perché se prima la sfida era fare un progetto genoma, a questo punto la sfida è legata proprio a quello che vedete nella diapositiva.
Cioè noi vogliamo sequenziare non più un genoma, ma il genoma di tante persone. E le sfide sono poter avere questo dato in modo più veloce. Se voi mi diceste, puoi fare il mio genoma, io vi dicessi sì, benissimo, ci risentiamo tra 13 anni quando ho finito di lavorare. Questa cosa non sarebbe compatibile.
Voi pensate che oggi le metodiche di sequenziamento del DNA sono diventate così veloci che se prima sono serviti 13 anni, oggi può bastare una notte. Cioè in una notte noi riusciamo a sequenziare circa 2-3 miliardi di nucleotidi che sono i nucleotidi che troviamo presenti all'interno del nostro genoma. Quindi riusciamo a ripetere il sequenziamento di un genoma in una notte di lavoro.
Tra l'altro in una notte in cui uno strumento in modo automatico lavora, quindi il genetista può tranquillamente essere a casa mentre lo strumento lavora per lui. Questo perché i nuovi sequenziatori sono produttivi, cioè producono tante sequenze di DNA. E soprattutto i nuovi sequenziatori sono molto economici, perché di nuovo se io vi dicessi posso farti il tuo genoma ma mi devi dare 2,7 milioni di dollari, miliardi di dollari, di nuovo non sarebbe un approccio perseguibile. Oggi possiamo pensare di sequenziare un intero genoma umano con circa 750 dollari e addirittura la stima è che si possa arrivare a cifre ancora più basse. È chiaro che se anche solo immaginiamo un genoma a 750 euro, rimane un'analisi costosa, però comincerebbe ad essere un'analisi che ciascuno di noi potrebbe pensare di chiedere e la riduzione dei costi ha fatto sì che a questo punto...
Gli scienziati hanno cominciato a chiedersi non più come è fatto il nostro genoma, ma come varia il genoma tra popolazioni, come varia il genoma tra persone, quindi cercare di capire non più che cosa c'è in tutti, ma quali sono le peculiarità. Ad esempio è iniziato quello che ormai in realtà è anche concluso, che si chiama il progetto Mille Genomi. Il progetto Mille Genomi dava proprio, come dice il nome stesso, i genetisti non hanno fantasia, quindi se un progetto mirava a sequenziare mille genomi, lo hanno intitolato progetto 1000 genomi e questo era un primo tentativo di catalogare la diversità genetica umana, popolazione per popolazione e quindi cercare di capire quanto era variabile il genoma, però voi capite che siamo passati da avere un genoma ad averne 1000, in realtà questo progetto ha messo a disposizione più di 2000 genomi e a disposizione vuole dire che se voi andate sulle sito che vedete nella qui figura, potete effettivamente accedere a questi dati, perché se il genoma, il nostro genoma è il patrimonio dell'umanità, per essere tale deve essere pubblico e quindi tutti questi dati sono pubblici e possono letteralmente essere scaricati, copiati sul vostro computer domestico e analizzati a casa.
Vi serve un disco rigido sufficientemente capiente, perché? Perché stiamo parlando di grandissime quantità di dati e questi sono tutti i genomi di persone sane. E a questo punto la domanda è, ma se io volessi vedere a questo punto in patologie, pensiamo ad esempio a patologie tumorali, cosa posso fare?
È nato quello che si chiama il cancer ginomatlas, che è un vero e proprio atlante delle mutazioni genetiche che noi troviamo in pazienti che hanno un tumore all'interno di 33 tumori che sono stati selezionati per questo progetto. Cosa vuole dire? Che voi avete i dati che derivano da circa 11.000...
pazienti e questo è un database che è continuamente aggiornato e allo stato attuale tutti questi dati sono disponibili però sono circa 20 milioni di gigabyte, quindi è una quantità di dati disponibile enorme, tanto che un collega genetista che si chiama Guido Baraguiani all'Università di Ferrara dice sempre che i genetisti hanno questo appetito insaziabile di nuove sequenze e forse se... potrebbe servire fare una sorta di moratoria, dire smettiamo di sequenziare genomi nuovi, studiamo nel dettaglio quelli che abbiamo. Ma non sarà così.
Non sarà così perché, ad esempio, la tecnologia avanza e quindi escono pubblicazioni scientifiche in cui i genomi analizzati sono migliaia. Per cui, ad esempio, nella slide successiva trovate un esempio di una pubblicazione singola in cui hanno analizzato il genoma di 10.000 persone e 10.000 genomi alla volta a oggi siamo arrivati ad avere disponibili genomi di 150.000 persone diverse quindi già oggi disponibili potreste lavorare col DNA proveniente da 150.000 persone E questo è un patrimonio di dati clamoroso. Tanto che oggi il vero problema emergente non è la disponibilità di dati, ma è lo spazio fisico in cui questi dati devono essere salvati. Perché, di nuovo, se sono dati pubblici, devono essere salvati da qualche parte in modo che siano fruibili, ma anche protetti.
E per la prima volta in questi anni si è posto il problema del come gestire questi dati. Cioè, questi dati devono avere un nome e un cognome. o devono essere anonimizzati. In più in questi anni sono partite e hanno preso il via un sacco di aziende, soprattutto negli Stati Uniti, che sequenziano DNA. Ad esempio una di queste aziende alcuni anni fa è fallita.
I dati genetici dove sono rimasti? Sono rimasti su un server. Ma chi vigila sull'accesso a questi dati?
Possono essere rubati? La risposta è sì. E quindi oggi la vera sfida è come usare questi dati.
Ci sono alcune compagnie, un esempio è AstraZeneca, che ha iniziato questo progetto e vuole sequenziare il genoma di 2 milioni di persone. È chiaro che più dati ho, più posso essere bravo nel fare una genomica personalizzata, però pensate, verranno prodotti circa 5 petabyte di dati, e quindi una mole di dati veramente incredibile. Però effettivamente con tutta questa mole di dati noi possiamo... Cercare di capire realmente che cosa c'è nel nostro DNA. Perché da un lato noi guardiamo il nostro DNA con grandissima curiosità, ma il nostro DNA non può rispondere a qualsiasi quesito.
A noi piace, come esseri umani, cercare di avere delle narrazioni e quindi cercare nel DNA la storia del nostro passato e anche la storia del nostro futuro. Il DNA in parte ci può dare alcune risposte, ma non tutte. Ad esempio una domanda che spesso molti, soprattutto negli Stati Uniti, si pongono è non solo quali malattie ma anche quanto vivrò e non sempre è così facile dare una risposta a un quesito di questo tipo. Su questa domanda io ho una riflessione perché alcuni dei nostri corsisti ci hanno posto qualche domanda in anticipo per usufruire della tua competenza e Cristina aveva una curiosità su… qualche informazione sui telomeri e la loro funzione nel processo di invecchiamento.
Sì, i telomeri sono il nostro vero e proprio marcatempo, nel senso che sono delle sequenze che sono, come dice il nome stesso, alla fine dei nostri cromosomi e che si accorciano tutte le volte che noi replichiamo il nostro DNA e sono l'equivalente di una sorta di abbonamento a scalare dell'autobus, tutte le volte che tinghiamo il biglietto il nostro abbonamento si riduce. So che potrà sembrare terribile come cosa, ma tutte le volte che replichiamo il nostro DNA, i nostri cromosomi tengono conto che abbiamo fatto una replicazione in più e la cellula diventa un po'più vecchia. I telomeri ancora oggi regolano la... In genetica noi la chiamiamo senescenza, perché è più bello che chiamarlo vecchiaia. Per cui le vostre cellule sono senescenti ed sono proprio i telomeri che lo regolano.
Proprio due settimane fa è uscita una pubblicazione di un gruppo spagnolo in cui questi scienziati si sono detti ma se questo è vero, se io allungassi i telomeri potrei prolungare la vita? Ovviamente non l'hanno fatto con esseri umani, è stato fatto con topi e si è visto che usando staminali è possibile allungare i telomeri anche addirittura più del normale e ottenendo delle cellule che vivono di più e quindi questa potrebbe essere una delle vie di... per lavorare sulla nostra longevità, anche se si tratta poi sempre di capire se è un obiettivo compatibile con la nostra lunghezza.
Se la vogliamo davvero, questa longevità. Grazie mille per aver risposto. L'altro aspetto che possiamo cercare nel nostro DNA è la predisposizione a davvero reazioni avverse ai farmaci o ad esempio sapere quali sono i dosaggi dei farmaci che dobbiamo usare. Ad esempio... se io fossi un veloce metabolizzatore di un certo principio attivo, vuole dire che degrado il farmaco molto velocemente, quindi potrei avere degli effetti per meno tempo.
Al contrario, se io fossi un lento metabolizzatore, il farmaco rimanerebbe per molto tempo nel mio organismo e potrei avere degli effetti avversi. Quindi potrei scegliere i farmaci, e questo è quello che fa la farmacogenetica, proprio sulla base di come io degrado o metabolizzo i farmaci. E quindi già oggi possiamo pensare a alcuni farmaci, di sceglierli o di evitarli, sulla base dei nostri geni.
In parte possiamo fare la stessa cosa anche con gli alimenti. Ad esempio adesso è di grandissima moda la nutrigenetica, per cui possiamo immaginare di scegliere quello che mettiamo nel nostro piatto in funzione di quello che metabolizziamo. Non pensate però necessariamente alle intolleranze alimentari, perché le intolleranze alimentari sono qualcosa di un po'complicato anche da definire, cioè di non così univoco da definire, però è vero che possiamo evitare alcune reazioni avverse studiando il nostro DNA. Oggi non ci sono realmente test commerciali per cui posso scegliere quello che mangio sulla base dei miei geni, però indicazioni interessanti ci sono.
Ma, se non vi bastasse questo, negli ultimi anni si sono aggiunti anche i DNA antichi. Questo è Svante Pebo, è un fantastico genetista svedese che sin da studente decise che avrebbe lavorato con i DNA antichi e tutti gli dicevano che era impossibile. finché lui ha dimostrato che non solo è possibile, ma lui è il responsabile del primo sequenziamento del genoma di Neandertal, dell'uomo di Neandertal. E quindi a quei famosi 150.000 genomi ne dobbiamo aggiungere un migliaio antichi, quindi sia di Homo sapiens antichi che dei nostri cugini Neandertal e le scoperte interessanti non sono mancate grazie a questo tipo di lavoro che sappiamo che molto probabilmente i nostri antenati sapiens si sono incrociati con i Neandertali.
guardando però nei nostri genomi ci sono anche delle cose che non abbiamo trovato e ad esempio quella che vedete in figura è uno dei modi in cui possiamo rappresentare le varietà umane e quello che noi non troviamo nel nostro genoma sono le razze cioè non esistono dei marcatori molecolari che noi possiamo usare c'è degli strumenti molecolari per supportare il concetto di razza quindi il concetto di razza non ha una base genetica e non ha una base biologica ma è un concetto che ha quasi qualche base culturale, se proprio vogliamo trovare una base, ma certamente non è qualcosa che biologicamente esiste. Questa è una domanda che spesso mi vedo porre, perché uno dice ma come, ma noi non siamo tutti uguali, è vero che noi non siamo tutti uguali, ma non siamo tutti uguali neanche all'interno di una stessa popolazione, anzi, molto spesso siamo così diversi all'interno delle singole popolazioni che questa diversità è maggiore. di quella che troviamo tra popolazioni.
E quindi diventa interessante vedere come talvolta ci siano delle differenze che noi riteniamo molto marcate che nel DNA non ci sono. E questa è stata, secondo me, un'altra scoperta molto importante, perché sebbene ormai sia dagli anni 70 che i genetisti ribadiscono che le razze non esistono, questo è un concetto che tende un po'a faticare, a diffondere. C'è bisogno di ribadirlo e di farlo entrare.
entrare bene nell'essere comune. A questo punto avete a disposizione decine di terabyte di dati per trovare una risposta e la risposta è le razze umane biologicamente non esistono. Io ad esempio lavoro con modelli animali e uno potrebbe dire ma perché una persona che si occupa di modelli animali si interessa di genomi? Perché se a questo punto abbiamo sequenziatori veloci, se a questo punto abbiamo...
strumenti informatici per fare, per estrapolare tutte queste informazioni perché limitarci ad applicarle all'uomo e quello che è accaduto è un po'quello che vedrete accadere adesso nella depositiva, cioè ogni giorno entrano e arrivano nuovi genomi, ma letteralmente ogni giorno se volete, se non sono un po'troppo ottimistica, però ogni settimana viene pubblicato un nuovo genoma. Io qui vi ho messo quelli che sono... un po'i miei genomi preferiti un po'i genomi da copertina e poi capisco voi dite in primo piano c'è un ornitorinco questo appassionato di ornitorinco sì perché è un genoma fantastico perché è un genoma di transizione tra gli uccelli i mammiferi per qualsiasi organismo abbia una valenza pratica immaginate tutto quello che è coltivato ad esempio i pomodori, il mais, il riso abbiamo il genoma lo stesso vale per tutti gli animali, primati, tutti gli animali allevati hanno il loro genoma e questo ci permette di avere una mole di dati clamorosa per studiare anche processi che prima non erano studiabili genticamente.
Tanto che se noi andassimo su una banca dati, il contenuto di dati che possiamo accedere è quasi da stordimento. Perché io quando vado a... faccio lezioni con i miei studenti, e comincio a dire guardate avete a disposizione decine di migliaia di genomi, la reazione è un po'come quella di Homer Simpson che rimane un po'devastato perché comincia a dire abbiamo 8.000 genomi eucariotici, 27.000 genomi di virus, 190.000 genomi eucariotici.
Quindi i dati sono proprio tanti, quindi il primo effetto è il distordimento. Dopodiché che cosa succede? Che possiamo cominciare invece a mettere ordine e dire benissimo, assicuro tutti questi dati che cosa posso studiare? E uno degli aspetti che secondo me merita di essere studiata è la domesticazione. Mauro, prima di proseguire posso farti una domanda di una nostra corsista?
Non so se te la faccio nel momento giusto, però Angela chiede qualche informazione sui meccanismi dell'epigenetica? Sì, quella è una bellissima domanda perché è uno degli aspetti che non troveremo neanche con questa grande mole di dati, è la completa spiegazione genetica di quello che noi possiamo osservare, cioè noi abbiamo qualcosa che misuriamo nel DNA, che è il genoma e qualcosa che invece noi vediamo, è quello che i genetisti chiamano il fenotipo. E non tutto quello che noi vediamo lo possiamo spiegare semplicemente leggendo il DNA, perché una parte di quello che noi vediamo deriva dal modo in cui quel DNA è usato.
Possiamo fare un raffronto tra il DNA e lo spartito musicale. Uno spartito musicale ha delle note che sono segnate, quelle sono le informazioni che troviamo nel genoma. Però chi di voi avrà visto uno spartito spesso avrà notato che chi deve eseguire un brano musicale annota il brano musicale per dire che qui bisogna essere veloci.
qui decisivi, questo pezzo va marcato la stessa cosa fa il nostro DNA l'epigenetica è questo sono delle annotazioni chimiche che vengono aggiunte sul DNA per dire come quell'informazione deve essere usata e questo può essere influenzato anche dall'ambiente che è un aspetto che per molto tempo come genetisti avevamo sottovalutato. Grazie, grazie mille a questo punto passiamo alla nostra domesticazione Perché la domesticazione, da un lato molto spesso se io penso anche a quello che viene fatto molto spesso a scuola, la domesticazione è una parte del capitolo di storia e in realtà con i dati che oggi abbiamo la domesticazione può essere parte del capitolo di scienze, perché se da un lato è vero che la domesticazione è quel processo per cui i nostri antenati sono partiti da specie selvatiche, immaginate il teosinte che è l'antenato del mais e partendo da… Sfighi molto piccole, pochi centimetri, con 8-9 chicchi di mais, lavorando per millenni sono arrivati a produrre i mais moderni, che sono quelli che vedete sulla destra. Quindi domesticazione per loro ha voluto dire passare da un prodotto che da un punto di vista alimentare non aveva grandi valenze a prodotti nuovi. Voi immaginate, se pensate al cavolo broccolo e cavolfiore, addirittura... Prendendo una macchina del tempo e andando indietro nel tempo di 10.000 anni voi non trovereste nel cavolo, nel broccolo o nel cavolfiore, ma trovereste questa simpatica piantina che si chiama Brassica oleracea, che è una piantina piccolina con dei fiori gialli molto carini, però completamente insignificante da un punto di vista nutrizionale, se non per il fatto che aveva dei semi ricchi di grassi e quindi considerati energetici.
Poi a un certo punto raccogliendo questi semi I nostri antenati che cosa si sono accorti? Che talvolta comparivano delle piante che avevano delle caratteristiche un po'diverse e ad esempio avevano più foglie, meno foglie, il fiore più grande, il fiore che non si sviluppava e cominciando questa opera di selezione hanno, da quella piantina che vedete in mezzo, portato alla produzione del cavolo, del broccolo, del cavolfiore. Quindi il cavolo, il broccolo e il cavolfiore sono frutto della selezione umana, sono una sorta di ingegneria genetica fatta in modo... inconsapevole. Quello che noi oggi possiamo fare avendo a disposizione sia le piante da cui sono derivate le varietà moderne che le varietà moderne è prendere il loro genoma e confrontarlo.
Perché? Perché facendo in questo modo noi andiamo a capire una pianta selvatica con mutazioni perché come è diventata pianta domestica, cioè quali sono le mutazioni che sono servite a quella pianta per diventare come oggi noi la vediamo. E la domanda è benissimo. Quindi a questo punto una domesticazione che cos'era? Un processo per cui una pianta che era un mutante unico è diventata selezionata, coltivata, è stata fatta riprodurre, si sono fatti incrociare tra di loro piante con questa caratteristica e sono nate le varietà moderne.
Il problema delle varietà moderne è che non necessariamente sono quelle che hanno fatto i nostri antenati, non sono necessariamente quello che servirà a noi nel futuro e quindi potremmo pensare di ripetere. dall'autonomistica azione. Però chi di voi ha letto, tutti voi avete sicuramente letto qualche libro di Stephen Jay Gould.
Stephen Jay Gould è una sorta di colonna della biologia evoluzionistica e ci dice guardate che voi potete riavvolgere il film della vita ma se voi lo fate ripartire non ottenete necessariamente gli stessi risultati perché l'evoluzione dei viventi si basa su mutazioni casuali. e ovviamente non si può dare torta a Gold e Gold ha perfettamente ragione se lavoriamo però in campo. Cioè se io dicessi che voglio prendere il teosinte, lo voglio mettere in campo e vedere se si riforma casualmente il mais, ovviamente sarei destinato a un fallimento clamoroso e soprattutto non sarei certamente io a vedere i risultati.
Voi pensate che quando ottenete in campo una variazione, una mutazione che vi interessa, prima di riuscire a diffondere in modo efficace Mi servono almeno 20 generazioni, che per una pianta annuale vuole dire 20 anni. Quindi io comincerò un esperimento che potrei finire tra 20 anni. Ma quello che noi vogliamo fare in laboratorio non è... Noi ci fidiamo di Gold e quindi non lo ripetiamo l'esperimento in campo, ma lo possiamo ripetere in laboratorio.
E quindi possiamo fare una ridomesticazione in cui siamo noi che seguiamo generazione per generazione quello che viene fatto. E quindi se prima noi... Studiavamo la genetica per capire le forme dei viventi e adesso possiamo cominciare a usare la genetica per decidere che forme devono avere i viventi sulla base delle sfide che noi oggi abbiamo.
Le piante sono state sostanzialmente domesticate tra i 10 e i 12 mila anni fa, alcune anche più recentemente, però anche le piante più recenti domesticate sono state domesticate diversi millenni fa, quando le condizioni climatiche erano diverse da quelle attuali. condizioni climatiche che sono diverse da quelle che noi sperimenteremo nel prossimo futuro e le varietà che noi oggi abbiamo non ci danno garanzie di rimanere produttive anche nel prossimo futuro. Quindi ridomesticare vuole dire ripetere la domesticazione per pensare di produrre quelle varietà che si adatteranno al clima che abbiamo oggi e soprattutto ai climi futuri.
E ridomesticare vuole anche dire poter mettere valore su un enorme gruppo di piante, parliamo di più di 2000 specie, che vengono chiamate piante semidomesticate. Le piante semidomesticate che cosa sono? Come dice il nome stesso, sono piante di cui era iniziato il processo di domesticazione, ma poi per cause contingenti questo processo non si è completato.
Noi che cosa sappiamo oggi? Abbiamo detto che conosciamo tutte le mutazioni che sono tipiche delle piante domesticate. E quindi che cosa possiamo pensare di inserire queste mutazioni nel domesticare queste piante? Tutti potrebbero dire, vabbè, molto facile da pensare ma poi da fare sarà complessissimo. Sì, però è già stato fatto.
Ad esempio, tutti voi conoscete la patata e purtroppo noi abbiamo tantissimi patogeni che possono infettare le patate compromettendone la produttività. C'è stata addirittura, se andiamo un po'indietro nei libri di storia, una celeberrima epidemia ai irlandesi in cui ad essere malata era la patata quindi c'è stata un'epidemia per cui la produzione di patate è crollata e questo ha causato la morte di tantissimi irlandesi che non avevano più nulla letteralmente di cui nutrirsi quindi cosa hanno fatto? Alcuni ricercatori hanno preso quelli che potremmo chiamare dei cugini della patata, delle specie che appartengono allo stesso genere e le hanno, ed erano state solo semi domesticate, ne hanno completato la domesticazione producendo dei tuberi che sono analoghi a quelli della patata, ma appartenendo a specie diverse, non ammalano per gli stessi patogeni.
E questo vuole dire creare qualcosa che ti serve con una specie diversa e quindi garantire la produzione di un tubero anche quando tu le specie che oggi hai non le riesci più a coltivare. E tutto questo lavorando con il materiale genetico che noi abbiamo. Ma oggi il bello della genetica è che possiamo pensare di non lavorare solo col materiale che abbiamo, ma di aggiungerne.
Ci sono sei lettere che io vi consiglio di segnarvi, che sono queste sei lettere che vedete indicate CRISPR. CRISPR è un acronimo e indica un sistema che è stato scoperto nei batteri e che i batteri usano per difendersi fondamentalmente dai virus. Il virus cerca di infettare i batteri, i batteri si difendono degradando il DNA del virus.
Questo meccanismo è incredibile perché... Questo meccanismo si è evoluto per tagliare il DNA e noi oggi lo possiamo usare per ottenere due risultati diversi, perché lo possiamo usare per fare un taglio del DNA, però potremmo immaginare di tagliare il DNA e fare in modo che il DNA si ripari, come vedete nello schema successivo sulla sinistra. Là dove c'è scritto repair, quando il DNA viene tagliato e riparato, spesso viene introdotta una mutazione, viene introdotto un nucleotide in più. e quindi il gene viene spento. Uno potrebbe dirmi, ma sai che affare facciamo?
Tagliamo il DNA e lo ripariamo male. Questo però è diventato un modo per spegnere un gene. E la cosa incredibile è che questo sistema funziona riconoscendo delle sequenze specifiche perché deve tagliare il DNA del virus e non il DNA del batterio.
E alcune ricercatrici nel mondo si sono chieste ma questo sistema che funziona così bene nei batteri lo possiamo usare anche in altri modelli? E queste due bravissime genetiste che si chiamano Jennifer Doudne e Emmanuel Charpentier hanno fatto proprio questo. Sono state le prime che hanno detto ma questo sistema come funziona?
Questo sistema funziona con un RNA che porta un enzima a tagliare il DNA. E benissimo, se questo è quello che accade, siamo noi che scegliamo che tratto di DNA deve essere tagliato. Ed è esattamente quello che accade.
Quindi quello che abbiamo visto nella slide precedente, cioè taglio il DNA, siete voi che decidete dove andare a tagliare. E siete voi che andate a decidere che tipo di riparazione deve essere fatta. Quindi se voi tagliate il DNA potete spegnere un gene, se voi andate oltre a tagliare il DNA ad aggiungere una sorgente di DNA esterno, quello che viene chiamato il DNA donatore, potete usare lo stesso sistema per aggiungere DNA, scegliendo voi che tipo di informazione volete aggiungere.
Quindi Jennifer, Dudney e Emanuele Scerpentier che cosa ci insegnano? Ci insegnano che a questo punto noi abbiamo un sistema per cui possiamo scegliere quale gene vogliamo mettere e decidere di... dove lo vogliamo inserire e questa è una possibilità che prima non esisteva. Tra l'altro io sono molto invidioso di Jennifer Doudney non solo per il lavoro ma anche per il suo cognome perché Doudney può essere scomposto in Do You DNA, cioè fatta introduttiva. Questo è proprio il genetista che è lei che vede, insomma, legge anche i nomi.
È una predestinata, se non si fa fare una cosa così lei... Però grazie al lavoro di queste genetiste che si sperava già quest'anno potessero conseguire il premio Nobel, ma rimangono delle eccellenti candidate per i prossimi anni, a questo punto noi possiamo prendere tutto quello che abbiamo detto assieme e racchiuderlo in un unico processo. Perché possiamo prendere a questo punto una pianta semidomesticata, la possiamo domesticare e poi possiamo aggiungere informazioni genetiche per migliorarla geneticamente. Immaginate, voi potete pensare di prendere... Una pianta che è semi-domesticata ne completate la domesticazione.
Poi vi accorgete che quella pianta ha un basso valore nutrizionale per qualche vitamina. Benissimo, possiamo aggiungere i geni che servono per arricchirla, ad esempio, di provitamina. Un po'come hanno fatto col golden rice, cioè quel riso dorato che era stato arricchito in proporzione della vitamina A. E questo diventa estremamente importante da un punto di vista pratico, perché...
Vuole dire che noi oggi abbiamo la capacità veramente di ripensare i viventi che abbiamo accanto a noi. Ad esempio George Church, che è questo bel genetista, di cui so che molti americani sono molto affascinati da Church, ha scritto un bellissimo libro di che vi consiglio di leggere, che si chiama Regenesis. Allora, io sono perfettamente consapevole che chiamare un libro Regenesis dove lui intende letteralmente, fa riferimento letteralmente al libro della Genesi, perché Church ci dice guardate che noi oggi abbiamo delle potenzialità genetiche tali che possiamo pensare di ripetere quell'atto creativo che è descritto nel libro della Genesi.
E'chiaramente un'affermazione molto forte, volutamente forte perché deve attirare l'attenzione, però vi voglio portare a riflettere su due elementi. Il primo è che lui si chiama Church e quindi... se uno vuole citare il libro della Genesi glielo dobbiamo consentire la seconda è una motivazione più seria e quello che Church ci invita a fare è una riflessione su che cosa noi vogliamo fare cioè se fino ad oggi i limiti erano limiti tecnologici, quindi noi potevamo pensare di non fare alcune cose semplicemente perché non riuscivamo a farle, adesso il limite non è più tecnologico, cioè il limite adesso è dobbiamo decidere che cosa vogliamo fare Se volete, un'affermazione simile la rappresenta anche varie volte Craig Venter.
Craig Venter è un altro grandissimo genetista americano. Tra l'altro noto che i genetisti americani sono sempre molto più affascinanti dei genetisti italiani. Sarà questa barba bianca che sto cercando di imitare, ma con scarto successo. E Craig Venter ci dice, guardate che oggi il limite che abbiamo non è tecnologico, ma è l'immaginazione di chi fa ricerca.
Cioè il limite che noi abbiamo non è più quello di avere gli strumenti per costruire il futuro, ma immaginare che futuro vogliamo costruire. E questo è un cambio di paradigma non indifferente, cioè adesso noi abbiamo l'obbligo, quindi non più, di decidere che cosa vogliamo fare. Prima era, ma tanto non lo possiamo fare, sembrava fantascienza. Adesso abbiamo invece la capacità veramente di modificare profondamente i viventi con cui condividiamo questo pianeta.
E citando un po'un libro di Telmo Piovani che mi ha trovato in perfezione, Piovani si chiede, ma siamo veramente sicuri? di dare a questo scimmione che 200 mila anni fa viveva ancora nelle caverne la capacità di modificare geneticamente quello che ci circonda compresa la possibilità di creare organismi viventi che in natura non esistono perché Craig Venter è stato il primo che ha creato quello che è stato chiamato il primo batterio sintetico cioè un batterio il cui cromosoma è stato completamente creato sintetizzato in laboratorio e qui c'è un problema a questo punto di responsabilità Ci sono dei limiti etici e si pone il problema anche di chi deve definire a questo punto questi limiti, nel senso che sono limiti che sono gli scienziati che si autopongono e secondo me qui invece la vera domanda è proprio quale deve essere l'organo, deve essere una scelta politica e qual è la partecipazione di tutti noi in questi processi decisionali e secondo me qui ci potrebbe essere una bellissima discussione da avviare. e anche a livello nazionale su quali sono i limiti etici che noi non vogliamo superare, quindi quali sono gli strumenti che noi accettiamo, le applicazioni che accettiamo e quali non accettiamo.
E che va ben oltre la discussione che ogni tanto si attiva OGM sì, OGM no, perché a questo punto il concetto di OGM di metà degli anni Ottanta è completamente superato e proprio in questi giorni sono usciti diverse metodiche per cui voi da casa potreste riprogrammare i genomi batterici usando programmi che sono liberamente utilizzabili. Potete simulare quello che farà un batterio patogeno che arriva in una certa popolazione. Abbiamo tantissimi strumenti che possono avere anche le applicazioni che non sono quelle necessariamente a cui pensiamo. Dall'altro abbiamo anche la responsabilità di pensare a quello che ci serve.
Pensate, l'idea è se c'è una persona che ha una malattia genetica, che cosa faccio? intervengo, non intervengo e quindi da qui si aprono delle informazioni, almeno due domande importanti perché la prima domanda è a questo punto per un genetista il destino che cos'è? è quello che è scritto nei dna? in parte sì, in gran parte no, però per quella parte di destino che è scritto nel nostro dna e noi possiamo prevedere in un certo senso il futuro, possiamo intervenire, vogliamo intervenire Oppure mai?
Interveniamo quando la metodica è sicura? Chi è che ci dice quando la metodica è sicura? Quindi le domande sono veramente tante. Mauro, a proposito di domande ti interrompo per fartene una perché effettivamente quando si parla di etica Eleonora, una nostra corsista, dice che effettivamente questo problema si è rappresentato forse nella maniera più chiacchierata dalla gente. comune quando fu clonata la peccora d'oldi, quindi ci fu tutta una parte che gridò allo scandalo e Kim invece la vide come un successo della ricerca scientifica che avrebbe portato poi verso nuovi lidi.
Quindi la sua domanda è, sono favorevole alle nuove scoperte? È anche vero che questo genere di riflessioni, come dicevi tu, fa parte di un dibattito nazionale ma se usata in classe permette davvero di aprire moltissime attività, non soltanto il classico dibattito ma il fatto di portare avanti la propria tesi, informarsi, valutare il modo in cui viene narrata nella dimensione pubblica. E spesso e volentieri si parla anche da un lato etica, da un lato gli obiettivi economici dietro la ricerca. Quindi la sua domanda è un po'come mettere insieme e come, insomma, non è che l'uomo tenta di superare questi limiti dell'etica, ma c'è anche un pericolo economico dietro.
Eh, beh, questa è una bella domanda, tra l'altro è un tema estremamente attuale che è proprio quello del rapporto tra ricerca e industria in senso lato. Allora, da un lato è, la prima domanda da cui tutti gli scienziati partono è risolvere un problema pratico e quindi avere un nuovo sistema di diagnosi. avere un nuovo sistema terapeutico, cioè sviluppare un nuovo farmaco.
Quindi immaginiamo che abbiamo una persona che ha una mutazione e ha una malattia genetica, io voglio curare quella malattia genetica. E l'unico modo con cui si cura una malattia genetica è togliendo la mutazione che la causa. La soluzione è molto facile da enunciare. Il problema qual è? Che per passare dalla sperimentazione a quello che diventa un farmaco o uno strumento diagnostico serve molto tempo e soprattutto è un iter molto costoso.
E nessun ente di ricerca si può permettere economicamente di portare avanti tutto questo iter e quindi necessariamente per lo sviluppo sia di strumenti diagnostici che di non farmaci. e serve il supporto dell'industria farmaceutica ed è chiaro che l'industria farmaceutica poi commercializzerà quello che viene prodotto. L'idea è che i genetisti e chi fa ricerca possano avere parola anche su quello che potrà essere il costo di queste terapie. Ad esempio negli Stati Uniti molto spesso quando arriva una nuova metodica non si chiedono quando diventerà operativa perché sanno che prima o poi diventerà operativa, cominciano già a chiedersi quanto costerà.
Perché il costo invece sarà collegato a quanto una cura sarà democratica, nel senso di quanto sarà fruibile. E questo diventa un altro importante aspetto da affrontare, perché molto spesso le cure sono costose e si tratterà di decidere chi quelle spese copre. In questo però i genetisti fortunatamente per noi potranno dare una risposta, ma è una risposta molto più complessa anche di tipo economico e soprattutto di tipo politico. Ti ringrazio tantissimo. Riprendiamo il nostro discorso.
In realtà rimaniamo perfettamente in tema perché il tema è che cosa possiamo fare con questi dati. Questo perché da un lato può sembrare facile dire io faccio il genoma di un bambino. Immaginate di essere in un reparto di maternità, l'ostetricia è appena nato vostro figlio. E arriva il genetista e vi dice, io posso farti il suo progetto genoma e ti posso dire che cosa gli riserva al futuro in termini di ipodisposizione per alcune malattie, in termini di scelte alimentari, in termini di malattie genetiche che sicuramente avrà e vi chiede se volete avere queste informazioni.
E che cosa rispondereste? Io come genitore, genetista direi dammi tutte queste informazioni perché così... posso gestire completamente la vita di mio figlio. Però come gestiamo quelle malattie che non sono sicure, ma sono delle predisposizioni?
Perché predisposizione vuole dire c'è la possibilità di avere una malattia, ma non sono certo che l'avrò. E questo diventa un problema, perché il genetista ti può solo dire quanto tu hai il rischio di avere una malattia, piuttosto che non averla. Che probabilità ho di avere l'Alzheimer? Ti posso dire?
Hai 5 volte la probabilità della media di avere l'Alzheimer. Ti sto aiutando nel programmare il tuo futuro. E in più l'altra domanda a questo punto è ma se io so che tu hai queste mutazioni, mio figlio ha queste mutazioni, tutti voi che cosa forse chiedereste? Io sicuramente. Possiamo correggerle?
E quindi possiamo fare quello che dice la copertina di destra, possiamo fare l'editing dell'umanità, cioè possiamo correggere le informazioni genetiche? O se preferite possiamo anche essere più estremi e possiamo prendere come esempio un titolo di un articolo che trovate nella slide successiva che dice possiamo pensare di ingegnerizzare il bambino perfetto e alcuni genetisti sostengono che il genere umano non sia perfetto, così come nulla è perfetto perché in realtà l'evoluzione non cerca la perfezione ma ha il funzionamento e secondo alcuni genetisti la frase che vi riporto virgolettata secondo me è molto forte noi abbiamo l'imperativo etico di supportare queste metodiche per prendere il genoma umano il più vicino alla perfezione cioè loro dicono noi abbiamo gli strumenti a questo punto abbiamo l'imperativo cioè l'obbligo di intervenire e in teoria è così nella pratica la cosa è un pochino più complicata non che non ci si stia lavorando Io vi ho messo alcuni esempi, ho selezionato quattro articoli che secondo me sono uno degli elementi di confine verso un nuovo modo di vedere la genetica, che è una genetica che cerca di lavorare su un genoma umano per correggerlo e qui i problemi cominciano a essere tanti perché questi sistemi oggi non hanno un'efficienza al 100% e questo è un grosso problema, o meglio, dipende da cosa lavorate. Se voi lavorate con una pianta, immaginate di manipolare 100 piante, la mutazione che voi volete inserire viene inserita solo una volta. Vi muoiono 99 piante. Immaginate, avevate 100 piante di pomodoro e ve ne sono morte 99. Vi dispiacerà, ma ve ne fate una ragione.
Se già l'esperimento fosse stato fatto con dei topi, immaginate avete fatto l'esperimento su 100 topi, voi siete tutti contenti perché l'esperimento è venuto su un topo e gli altri 99 sono morti. Forse diventa già più difficile capire se è stato un successo perché ho prodotto il topo o è stato un fallimento. Le percentuali sono nella realtà un pochino più alte di 1 su 100. però non arrivano ancora a 100%.
Alcuni colleghi che stanno usando queste metodiche proprio nel mio ateneo mi parlavano di efficienza nell'ordine del 60-70%, quindi nel 30% dei casi questi sistemi non hanno funzionato e se io li applico già adesso a degli esseri umani faccio la scelta giusta e questo diventa importante perché? Perché sebbene nella comunità scientifica internazionale ci sia un sostanziale accordo per cui si deve lavorare sull'uomo solo quando questo funziona. In realtà non è così in tutto il mondo. Sicuramente avrete sentito parlare di questo genetista che vedete in figura, che in Cina ha ingegnerizzato due bambine, ma non due embrioni, proprio ci sono state fatte un esperimento genetico da cui sono nate due bambine che hanno, è stato spento un gene che codificava per una proteina che è presente sulla membrana delle cellule e che viene utilizzata dal virus dell'HIV per infettare le cellule.
Sostanzialmente queste bambine dovrebbero essere resistenti all'infezione dell'HIV. E qui le domande cominciano ad essere tante. Tante perché se tutta la comunità scientifica ritiene che questo sistema non sia ancora abbastanza efficiente, perché provarlo già a questo punto a scopo riproduttivo? E qui c'è il primo dilemma.
Allora, è solo un problema di efficienza o anche un problema etico? Perché in realtà se anche questo sistema avesse il 100% di efficienza, noi siamo disposti ad applicarlo alla nostra specie? Quindi io non mi cerco sempre di invitare, ad esempio, i miei studenti a non focalizzarsi sulla specificità, ma prima darsi una risposta di tipo etico.
Cioè io sono disposto a manipolare un linguine umano per correggere una mutazione? Perché se la risposta è no, è inutile investire soldi per ottenere una specificità. E non è obbligatorio dire necessariamente di sì.
In più, l'altra domanda può essere, ma quando è lecito? Perché io potrei dire, sì è lecito correggere delle mutazioni, ma quando il mio sistema funziona a perfezione. Allora, noi abbiamo un'idea di quello che fa questo sistema, però quando noi abbiamo detto proprio su questa immagine che andiamo a tagliare il DNA, noi possiamo essere certi che il DNA non venga tagliato anche in punti che non erano... quelli che noi volevamo tagliare e oggi questa certezza non l'abbiamo.
Quindi che cosa succede? Che la comunità scientifica si sta chiedendo se ci sono delle varianti con cui possiamo usare questo metodo. Ad esempio alcuni autori dicono che serve bene non tagliare ma semplicemente causare delle mutazioni perché tagliare può voler dire inattivare altri geni.
Questa è una pubblicazione che se volete è un po'complessa. Però fondamentalmente ci dice guardate che se noi vogliamo riparare delle mutazioni l'unico modo che noi pensavamo di utilizzare è quello di tagliare il DNA con le mutazioni e sostituirlo. In realtà ci sono dei metodi diversi che possiamo usare.
Quindi ci sono ancora tante domande di tipo tecnico quindi forse passare all'uomo adesso è decisamente prematuro. Però ripeto, secondo me la domanda da cui dovremmo partire è se siamo veramente certi di volere utilizzare questi strumenti. Io come genetista ovviamente ho la mia idea e utilizzerei questo strumento, però sono un po'parte interessata, nel senso che io lo utilizzerei per qualsiasi organismo, però ci devono essere dei limiti.
Il limite è anche di nuovo su che cosa faccio, perché io posso pensare, ed è molto facile, di prendere un adulto che ha una malattia genetica e dirgli guarda non ci sono cure per la tua malattia genetica e sei disposto a farti modificare il DNA per provare a guarire dalla malattia genetica. È quello che è già stato fatto, avete sicuramente letto sui giornali, già in diversi casi, però abbiamo a che fare con un adulto che sceglie di modificare il proprio DNA o meglio sceglie di accettare i rischi che possono derivare dalla modificazione del proprio DNA. Quando io invece...
io potrei invece pensare di fare una cosa, che è di modificare non le cellule somatiche dell'individuo, ma le sue cellule germinali, cioè i suoi gameti. In questo caso cosa vorrebbe dire? Che io vado a modificare il DNA di quello che poi sarà un organismo futuro, saranno i figli di questa persona, le figlie di questa persona. E anche in questo caso io potrei non essere certo del risultato che ho ottenuto. Cioè io so che cosa posso aver fatto nel sfemato Zoria ad esempio, ma non sono certo di quanto sarà stabile ad esempio questa mutazione, di quanto sono stati gli effetti avversi di quello che ho fatto.
Quindi ad esempio un limite che tutti hanno accettato a livello internazionale adesso è che comunque non si andrà mai a lavorare sulle cellule germinali. ma si lavorerà solo con le cellule somatiche. Diversa è la situazione quando passiamo sugli animali. Diverso perché?
Un po'perché i limiti etici sono diversi e un po'perché si pongono anche altri problemi. Altri problemi che cosa vuole dire? E in più a noi può piacere o meno, e spero di non oltreare la sensibilità di nessuno, però abbiamo la necessità di utilizzare modelli animali per studiare determinate patologie. E molto spesso che cosa succede?
Noi non abbiamo dei modelli animali che replicano esattamente le mutazioni che abbiamo nel DNA umano. Oggi tutte queste metodiche noi le possiamo utilizzare letteralmente per creare dei modelli animali che hanno esattamente quelle stesse mutazioni che noi abbiamo nel nostro DNA. E quindi sono dei modelli perfetti per replicare le patologie umane.
Però di nuovo capite che il problema diventa... Etico è rilevante perché a questo punto tu vai a creare dei modelli di malattie animali, vengono chiamati, cioè degli animali che tu crei perché avranno una certa malattia. Però pensate, se io voglio studiare una malattia come può essere l'Alzheimer, il Parkinson o anche solo una patologia complessa come può essere una patologia carica del sistema nervoso centrale o piuttosto che avere un farmaco per controllare disturbi comportamentali, e questo non lo posso fare.
con sistemi in vito come possono essere le colture cellulari e avere il potere di disporre di animali geneticamente manipolati, creati ad hoc, sarebbe una grande opportunità. Con un'enorme quantità di limiti etici, però penso che valga la pena prenderla in considerazione piuttosto che scartare la priorità. Così come grande attenzione hanno oggi gli xenotrapianti.
Gli xenotrapianti sono... Quando io facevo l'università erano qualcosa di fantascientifico. Cioè l'idea era di prendere un organo animale e di trampliatarlo nell'uomo.
Tutti mi direte, ma questo causerà un reggetto. Questo è verissimo se prendiamo un animale non geneticamente manipolato. Quello che si pensava di fare era benissimo, prendo un animale, in questo caso il modello di riferimento al suino, perché ha degli organi di dimensione compatibili con il nostro corpo.
Chi di voi va a fare la spesa in una macelleria? Se guarda come è fatto il fegato di un maiale e il fegato di un bovino, non avrà dubbi su quali sono quelli impiantabili. Però che cosa succede?
Io posso pensare di prendere un suino, spegnere alcuni geni che producono proteine di superficie di alcune cellule, in modo che queste cellule non vengano riconosciute dal nostro sistema immunitario. E quindi posso realmente pensare di fare degli organi animali impiantabili nell'uomo. È proprio quello che si chiama xenotrapianto, cioè il trapianto da una specie... e all'altra.
Se noi andiamo a pensare a quanto è grave, è importante la carenza di organi, pensate a quanto sono lunghe le liste delle persone che aspettano un trapianto. In questo caso potremmo pensare letteralmente di creare delle batterie di animali i cui organi vengono ad essere la base non della nostra alimentazione, ma possono essere impiantati in esseri umani. E di nuovo qui gli aspetti etici ci sono perché sto allevando degli animali che verranno sacrificati per usare i loro organi, però di nuovo la valenza pratica è immediata. Di nuovo citando una domanda precedente, negli Stati Uniti non si stanno più chiedendo quando verranno fatti organi animali impiantabili di nuovo ma quanto costeranno. So che possono sembrare un po'troppo attaccati al denaro, però immaginate in un sistema in cui la sanità ha un costo, a questo punto diventa un problema.
Ma questo organo quanto costerà? 1000 dollari? 10.000 dollari? 20.000 dollari? E chi paga queste cifre?
Però questo ci dà anche un'idea di quanto avanzato possa essere il problema. Addirittura nel caso del maiale è interessante studiarlo perché l'idea di usare gli organi animali, proprio come c'è nella diapos successiva, era limitato dal fatto che nelle cellule del maiale sono presenti dei retrovirus. cioè dei virus che sono lì dormienti e il timore era che prendendo delle cellule di maiale le umanizziamo, cioè le rendiamo trapiantabili nel corpo umano.
Quando le mettiamo nel corpo umano questi retrovirus che cosa fanno? Non lo sappiamo. e quindi per vent'anni gli xenotropianti sono rimasti confinati ai libri di fantascienza sino che a un certo punto un gruppo di ricercatori si è detto ma noi possiamo spegnere questi geni e di nuovo questa è sempre George Church George Church diceva noi abbiamo due limiti con gli organi animali il primo è che ci sono dei retrovirus il secondo è che ci sono dei geni che noi non vogliamo avere attivi e lui ha detto ma è semplice si spengono gli uni si spengono gli altri Ed è quello che teoricamente possiamo fare adesso.
Ci sono linee di maiali in cui hanno spento tutti i retrovirus, ce ne sono poco più di 60 copie e le hanno spente tutte, così come hanno spento una ventina di geni che sarebbero implicati nel rigetto degli organi. Quindi di nuovo abbiamo la possibilità realmente di applicare queste metodiche. Tanto che oggi la vera domanda che potremmo farci è un po'questa.
Cioè, to CRISPR or not to CRISPR? Cioè, editiamo o non editiamo? Tanto che negli Stati Uniti CRISPR è diventato un verbo e to CRISPR vuole proprio dire editare geneticamente, tanto per darvi un'idea di quanto è diventato attuale questo sistema. È un sistema molto dibattuto perché ha grandissime potenzialità e è un sistema molto dibattuto perché è facile da usare.
Si possono fare microrganismi geneticamente modificati con questo sistema con un giorno di lavoro. Per fare una pianta modificata con questo sistema vi bastano qualche giorno di lavoro con costi che sono nell'ordine della qualche decina di euro. Tanto che addirittura negli Stati Uniti c'è un movimento che non so se definire di pazzi o di geni, che sono quelli dei biohackers, cioè delle persone appassionate di biologia.
che nel loro garage riproducono esperimenti scientifici. E CRISPR funziona così bene ed è così facile da usare che addirittura uno di questi biohacker ha fatto un esperimento su se stesso. E qui dovrebbe comparire la scritta, non provatelo a casa. Esatto.
Che è quello che in realtà lui ha fatto e gli auguriamo lunga vita. Non è quello il modo in cui dovrebbe procedere la ricerca scientifica, però di nuovo è la metodica. seppure non perfetta, sarà migliorata ed è migliorabile.
A questo punto la risposta a questa domanda, secondo me, non deve passare dalla tecnica, ma proprio dal dibattito etico, dalla risposta all'etica che noi vogliamo darci. E questo io, ad esempio, non sono convinto che la risposta debba prevenire prevalentemente e sicuramente non esclusivamente da chi fa ricerca. accompagnato in un viaggio che non finisce, perché il bello della tua disciplina è che avete scoperto tantissimo negli ultimi vent'anni, molto è ancora da fare e anche solo gli articoli che ci hai condiviso o quelli che leggi, non dico forse su base quotidiana, ma l'aggiornamento è costante e quindi c'è questo grandissimo valore aggiunto perché anche come dicevi tu, quando hai studiato all'università come i corsisti che ci stanno seguendo adesso, tutto questo era di là da venire, quindi il valore di questa chiacchierata è in prima battuta di aggiornamento, in seconda battuta è quello di tante tematiche che oggi sono attuali e che è importante comunicare agli studenti per sviluppare il senso critico, l'informazione e tutto quello che fa un cittadino capace di dire la sua su alcune tematiche. Io so che tu parli di questi temi tanto alle scuole superiori quanto alle scuole medie, abbiamo toccato un po'tante cose diverse e io in fase di chiusura ho una domanda, un po'per aiutare anche i docenti che ci ascoltano che appunto sono tanto delle superiori quanto delle medie.
Che cosa colpisce di più l'immaginario dei grandi, dei piccoli e diciamo in che modo quindi un docente può arrivare in classe e suscitare un po'di... attenzione, curiosità, dibattito tu hai una panoramica molto più vasta e quindi magari la tua esperienza è d'aiuto a loro per selezionare un po'di questi contenuti Sì, io sono andato a parlare di una tematica molto simile in varie scuole a partire anche proprio dalle scuole medie e era un po'una sfida con alcuni docenti che mi dicevano, ma la tematica è molto difficile ma tutto sommato, ad esempio alle superiori no... puoi affrontare il tema in modo compiuto sia da un punto di vista tecnico che etico, però adempio alle medie, in realtà le medie sono quelle perché per me sono le scuole medie, nel senso che la secondaria di primo livello è in realtà un mondo fantastico perché si può impostare proprio il dibattito su che cosa ti piacerebbe sapere di te stesso. Io ad esempio quando sono entrato in classe la prima volta... Ho chiesto quanti di loro avrebbero voluto sapere che cosa c'era scritto nel proprio DNA.
Loro avevano già fatto il DNA in classe e si sono alzate tutte le mani. tutti volevano sapere tutto, erano molto empower yourself nel loro approccio. Poi abbiamo visto che cosa il DNA ci può dire, che cosa il DNA non ci può dire e di fronte ad esempio al concetto, all'idea della predisposizione ho visto delle facce non tanto preoccupate, quanto desideriose di capire a questo punto predisposizione che cosa voleva dire.
Cioè perché per loro era o sono malato o sono sano. E quindi pensare di, un bambino espressamente mi ha detto, cioè questo vuol dire che la mamma mi potrebbe impedire di mangiare una certa cosa per tutta la vita. E ho detto, guarda, non necessariamente per tutta la vita, sicuramente fino ai 18 anni dopo di che sarà.
Però è vero, questi bambini si sono posti il problema di queste informazioni genetiche a questo punto come le uso. E una cosa che mi ha sorpreso è che si sono chiesti anche ma chi le usa. Cioè loro si sono chiesti, ma a questo punto però... Questa informazione genetica a chi viene data?
Cioè, quello che c'è scritto nel mio DNA, a chi viene detto cosa c'è scritto? Cioè, viene detto a me? E la risposta è stata, guarda, è un argomento molto dibattuto, la soluzione, che forse non è quella più corretta da un punto di vista etico, ma dal punto di vista giuridico è comprensibile, è le informazioni non sono tue finché tu non diventi maggiorenne. E un bambino ha detto, beh... capisco, però questo vuole dire che la mamma mi può tenere nascosto che io ho una malattia genetica perché ha paura che mi preoccupi e ho paura che io mi deprima, che non sarebbe neanche una possibilità da scartare.
E quindi l'ho trovato veramente molto avvincente e molto interessante il fatto che ci fosse stato un percorso, in realtà molto di attenzione verso questa tematica. In più un bambino che ha varie sorelle, ad esempio, mi ha chiesto, ma quindi se io faccio questo test genetico, Poi, io ho una mutazione, viene detto alle mie sorelle che sarebbe opportuno facessero anche loro il genoma e la risposta è stata quello che è nella realtà. No, sono i tuoi genitori che decidono se fare qualcosa o no, se dare queste informazioni a loro. E di nuovo questa cosa li ha un po'colpiti perché per loro il loro DNA doveva, quello che c'è nel loro DNA lo aveva detto a tutti. e in realtà si apre un problema che è realmente importante, che è quello della privacy, perché quello che c'è nel tuo DNA è tuo e addirittura in alcuni sistemi lavorativi, assicurativi, avere delle mutazioni o palesare di avere delle mutazioni predisponenti a malattie potrebbe anche compromettere l'accesso ad esempio di un sistema di assicurazione e quindi si imponeva proprio il problema di chi è il mio DNA e il tuo DNA è tuo da quando hai 18 anni.
Dopodiché decidi tu che cosa fare. Di nuovo tu diventato genitore potresti decidere di non dire ai tuoi figli che hanno quella mutazione. Addirittura in Islanda dove c'è un progetto genomico nazionale hanno stabilito che tu puoi anche decidere di non comunicare a nessuno queste informazioni e di comunicarle solo alla tua morte. E quindi di lasciare in eredità non solo una parte economica ma anche quella grande eredità che c'è nel tuo DNA. Caspita.
Beh, grazie mille per questa risposta. Hai anche, diciamo... trasversalmente risposto a una considerazione e domanda di concetta che effettivamente diceva che quando si parla in classe dei tumori si discute sempre molto sul concetto di predisposizione però non si riesce mai ad approfondirlo pienamente, invece credo che già adesso tu hai dato ampi elementi per arrivare in classe con più frecce in faretra diciamo per parlare di queste cose con la giusta attualità e con la giusta attualità visione a 360 gradi quindi io ti ringrazio tantissimo di essere stato con noi e anche qui è tutto un fioriere di ringraziamenti quindi io ti saluto e spero che magari in futuro sarai ancora nostro ospite Grazie, buonasera Grazie mille, buonasera a tutti