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«Il gene editing sul Dna delle zanzare per un mondo senza malaria»

pubblicato il 05-11-2020

Conosciuto per l'impegno contro Covid-19, Andrea Crisanti studia come sconfiggere la malaria determinando l'estinzione delle zanzare Anopheles

«Il gene editing sul Dna delle zanzare per un mondo senza malaria»

Gene editing e Dna delle zanzare modificato contro il flagello dimenticato della malaria. È questa la grande speranza di cui parliamo con Andrea Crisanti, professore di microbiologia all’Università di Padova, in vista del suo intervento alla conferenza «Science for Peace and Health» (giovedì 12 novembre). Impegnato in prima linea contro il Covid-19 dai primi mesi della pandemia, è uno dei volti noti dell’emergenza. Forse in molti però non conoscono il lavoro di ricerca che, insieme ai colleghi dell’Imperial College di Londra, ha portato a uno dei sistemi attualmente più avanzati per contrastare la malaria nel mondo. Questo prevede l’estinzione della zanzara che ne è responsabile.

Qual è l’impatto delle malattie infettive oggi per la salute globale? E quale crede sarà in futuro?

«Se una cosa ha fatto il Covid-19, in tema di salute globale, è stato mettere in secondo piano le altre emergenze. Che sicuramente restano gravi, anzi si sono aggravate. La crisi economica ha un impatto durissimo soprattutto sui Paesi in via di sviluppo e ne sentiremo le conseguenze fra qualche mese. Non mi sorprenderebbe se vedessimo più casi di malaria o tubercolosi, se vedessimo aumentare la mortalità infantile nelle aree prive di risorse. Questo sarà uno degli effetti collaterali del Covid-19 nel mondo».

Nel 2018 sono stati stimati 228 milioni di casi di malaria e 405mila vittime, per la maggior parte bambini sotto i 5 anni. La malattia si trasmette attraverso la puntura di zanzare Anopheles femmine infette. In che modo le tecnologie di frontiera ci possono aiutare?

«La tecnica che abbiamo elaborato con i colleghi dell’Imperial College si basa su un principio molto semplice. Il Dna, come tutto in biologia, si “rompe”, si altera. Le cellule hanno strumenti di riparazione, grazie ai quali riescono a recuperare l’integrità lineare del filamento di Dna. Ma lasciano spesso degli errori: come delle cicatrici, la rima di un vaso rotto. Questa è anche la ragione per cui noi ci ammaliamo o invecchiamo. A livello di gameti, cellule germinali, il processo di riparazione è però diverso, per permettere alla cellula di non accumulare errori. Ci sono due coppie di geni da padre e madre e, se c’è un danno, la copia identica viene usata come stampo per il processo di riparazione. È un sistema di riparazione più raffinato, che abbiamo utilizzato per il gene drive alterando un gene denominato “doublesex”, coinvolto nella differenziazione delle femmine in tutti gli insetti. Questo gene si presenta in entrambi i cromosomi. Noi inseriamo un gene “forbice”, ingegnerizzato per tagliare il gene doublesex. A questo punto scatta il meccanismo di riparazione, che copia il gene ingegnerizzato, rendendo infertile la zanzara femmina. Questo è il gene drive, combinato con la flessibilità della tecnica CRISPR-Cas9, che ci permette di ingegnerizzare qualunque gene. L’introduzione delle zanzare geneticamente modificate in una popolazione porta ad arrestarne la capacità riproduttiva nell’arco di alcune generazioni».


A che punto siamo?

«Abbiamo pubblicato tre articoli su Nature, ma da principio, pur avendo dimostrato che il gene drive funzionava, ottenevamo geni resistenti senza raggungere lo scopo. Poi la svolta è stata l’identificazione di doublesex, architrave della riproduzione degli insetti, che si è dimostrato il gene ideale. Di fatto abbiamo dimostrato che questa tecnica può portare alla scomparsa di femmine fertili, producendo il collasso di una popolazione di zanzare. In laboratorio, su una popolazione di 600 zanzare, questo è accaduto piuttosto rapidamente, nell’arco di 12 generazioni».


Questi risultati sono trasferibili fuori, nel mondo reale?

«Stiamo lavorando a modifiche per sviluppare sistemi che siano più controllabili, la Fondazione Bill e Melissa Gates ha finanziato la costruzione di un laboratorio per riprodurre in spazi confinati situazioni ecologiche simili a quelle in cui si riproducono le zanzare: per luce, temperatura, umidità. Non pretendiamo di ricapitolare in maniera esaustiva un ecosistema, ma sono spazi grandi in cui le zanzare adottano comportamenti molto più simili a quelli adottati in natura».


Le tecniche che prevedono la soppressione di una specie, sia pure dannosa per la salute dell’uomo, sollevano questioni bioetiche

«Siamo i primi a porcele, abbiamo un grande rispetto le implicazioni etiche di questa tecnologia, parte dei finanziamenti sono pubblici, abbiamo la responsabilità anche di condurre ricerche i cui scopi siano condivisi dall’opinione pubblica. È importante un dibattito diffuso e serio».


Crede che le tecniche di gene editing ci potranno aiutare anche contro Sars-CoV2?

«Le tecniche genetiche potranno permetterci di attenuare il virus, di verificare se questi virus possono essere utilizzati per vaccini o per capire la risposta immunitaria al patogeno. Non riesco a vedere come il gene drive possa essere usato per bloccare la trasmissione virale, ma queste tecniche hanno un grande impatto nel tentare di modificare il virus, modificarne la virulenza. Ora come ora, le tecniche di biologia molecolare possono aiutarci a capire meglio il virus e come possiamo difenderci».


Al momento pare che la migliore difesa sia sempre il distanziamento sociale e che il contact tracing sia in crisi

«La situazione epidemiologica è sempre il frutto di numerosi fattori. In Italia, fino a due mesi fa, ci compiacevamo di una situazione che al momento sembrava meno critica, rispetto ad altri Paesi europei. Davamo il merito agli italiani che si erano comportati bene, ma i modelli matematici ci dicono che da sola questa virtù non blocca il virus. Se la percentuale degli infetti supera una certa soglia, come è accaduto, di fatto l’epidemia esplode e non è più possibile contenerla. Il comportamento dei cittadini può rallentare il contagio, ma se i numeri sono troppo alti diventa impossibile fare funzionare il contact tracing, indispensabile per identificare e spegnere i focolai».


Cosa non ha funzionato?

«Il contact tracing richiede una organizzazione logistica formidabile. Se dalla notifica della positività al controllo passano 4 o 5 giorni, ogni positivo asintomatico può infettare 6 o 7 altre persone. Il meccanismo diventa a quel punto complicato e inefficace.  Per questo bisogna tornare a ridurre il numero dei contagi e poi, per non ripiombare nella stessa situazione dopo poche settimane, riuscire a mettere in pratica qualcosa di più efficace del contact tracing: il network tracing. Deriva in parte dall’esperienza fatta a Vo’ Euganeo e che ho cercato di condividere con il sistema di risposta nazionale. In cosa consiste? Occorre testare, per ogni positivo, l’intera rete dei contatti, familiari, colleghi, amici, il che richiede la capacità di eseguire più tamponi, ma meno risorse logistiche e meno possibilità di errori per ricostruire la catena dei contatti. Se voglio proteggere la comunità, mi serve aumentare la capacità di fare tamponi sufficientemente sensibili».


Donatella Barus
Donatella Barus

Giornalista professionista, dirige dal 2014 il Magazine della Fondazione Umberto Veronesi. E’ laureata in Scienze della Comunicazione, ha un Master in comunicazione. Dal 2003 al 2010 ha lavorato alla realizzazione e redazione di Sportello cancro (Corriere della Sera e Fondazione Veronesi). Ha scritto insieme a Roberto Boffi il manuale “Spegnila!” (BUR Rizzoli), dedicato a chi vuole smettere di fumare.


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