La procedura di editing genetico tentata sulle gemelline cinesi usate come "cavie" da He Jiankui potrebbe non aver portato ai risultati annunciati, oltre ad aver generato mutazioni indesiderate. È quanto emerge dalla diffusione di alcuni stralci della ricerca, mai pubblicata ma inviata a due delle più prestigiose riviste scientifiche al mondo, Nature e JAMA (Journal of the American Medical Association), che l'hanno rigettata.
L'articolo originale. Alcune parti del documento, dal titolo Birth of Twins After Genome Editing for HIV Resistance, sono state diffuse dal sito della MIT Technology Review, insieme ai commenti di esperti di medicina, fertilizzazione in vitro, editing dell'embrione, legge e bioetica. Il quadro che emerge è quello di ripetute violazioni delle più elementari norme etiche, in cui la volontà di arrivare a un risultato (per altro forse mai raggiunto) è stata anteposta al bene degli embrioni e delle coppie che li hanno donati.
Un buco nell'acqua. La lettura del manoscritto originale rivela che i dati in possesso di He e colleghi non supportano le affermazioni dichiarate davanti alla stampa o scritte nell'abstract (il riassunto) dell'articolo. Qui in fatti si legge che il team è stato in grado di "riprodurre con successo" una mutazione a carico del gene CCR5, la delta 32, che permette alle poche persone che ne sono naturalmente portatrici di essere immuni all'infezione da HIV.
Peccato che più avanti nel paper si legga che "ci si aspetta" che le mutazioni effettuate con la tecnica CRISPR sul DNA degli embrioni siano "simili", ma non identiche, alla CCR5 delta 32; il loro effetto è quindi sconosciuto, perché la mutazione riprodotta non è la medesima. Inoltre, soltanto uno dei due embrioni poi scelti per la gravidanza ha subito mutazioni a entrambe le copie del gene CCR5 - l'altro è stato editato su una copia soltanto, ottenendo una resistenza parziale all'HIV (che cosa significhi questo, non si sa).
Nessuno scrupolo. Ciò nonostante, entrambi gli embrioni sono stati impiantati nell'utero della donna che ha poi portato a termine la gravidanza, senza che si fosse verificato il buon esito della procedura e senza capire se ci fossero state eventuali mutazioni indesiderate, un rischio reale quando si ricorre alle forbici molecolari: ogni cellula prelevata dall'embrione per le analisi non può contribuire, come ovvio, alla sua crescita finale, ed è impossibile escludere mutazioni indesiderate senza ispezionare ogni cellula dell'embrione - così facendo, lo si distruggerebbe.
Inoltre, tra gli autori del paper manca ogni riferimento al personale medico e ostetrico che dovrebbe aver seguito la donna nel corso della gravidanza.
Il sospetto è che i medici fossero all'oscuro dello stato degli embrioni, altrimenti avrebbero potuto opporsi alla procedura (nel nome dell'interesse del paziente e delle future bambine).
Sotto ricatto. Una serie di altre violazioni etiche riguarda il fatto che il padre delle gemelline fosse sieropositivo, una condizione che in Cina impedisce l'accesso a trattamenti per la fertilità. È possibile che la coppia scelta per l'esperimento non abbia opposto obiezioni perché in questo modo avrebbe eccezionalmente potuto partecipare a un trattamento di fecondazione assistita.
Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, l'editing genetico non serviva a evitare la trasmissione dell'HIV alle bambine da parte del padre - il virus si trasmette ai nascituri per contatto, e non geneticamente - ma a renderle immuni al contagio nella loro vita adulta. La trasmissione dell'HIV per via paterna si può infatti evitare lavando dagli spermatozoi il liquido seminale infetto - una procedura che è stata effettuata nel corso del trattamento di fecondazione in vitro. Il successivo editing genetico degli embrioni non ha garantito quindi alcun beneficio immediato per le bambine.
Nella bozza di articolo si legge anche che "controllo e prevenzione dell'infezione da HIV rimangono difficili": come sappiamo, non è così. Oggi abbiamo a disposizione moltissimi strumenti per scongiurare la trasmissione del virus, anche durante gravidanza e parto.
I danni e la fuga. Dai dati emergerebbe anche che gli embrioni erano in una condizione di "mosaicismo" quando sono stati impiantati: le loro cellule erano cioè state editate in modo diverso. Alcune potrebbero contenere il gene resistente all'HIV, altre no, altre ancora potrebbero avere diverse alterazioni alla base di futuri problemi di salute.
Oggi non si hanno notizie sulle condizioni delle bambine, è impossibile risalire alle loro famiglie, e anche He si è dato alla macchia: lo scienziato cinese è scomparso dall'Università di Shenzhen e non ha mai fatto ritorno alla città natale, e chi in Cina e negli USA ha collaborato con lui si rifiuta di fornire ulteriori spiegazioni sul caso. Anche volendo, non c'è nessuno con cui confrontarsi sulle questioni più strettamente scientifiche.
L'incontro e l'unione di due cellule altamente specializzate (i gameti), l'una derivante dall'uomo (lo spermatozoo) e l'altra dalla donna (la cellula uovo), dà origine alla vita, vale a dire allo zigote (uovo fecondato). Gli spermatozoi, emessi con il liquido seminale, sono in quantità variabile da 40 a 120 milioni per cc. Immessi in vagina con l'eiaculazione, viaggiano con movimenti propri, alla velocità di 2/3 millimetri al minuto e devono percorrere una distanza di circa 100/ 150 mm.
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Cominciato con due cellule che si uniscono, questo sorprendente viaggio è una sorta di fabbrica di cellule. Da questa cellula se ne originano due, poi quattro e così via. Fino a 8, sono uguali e indifferenziate (si dicono totipotenti, perché ognuna può originare qualsiasi altra cellula dell'organismo). Si pensi che in 9 mesi questo ammasso, fatto inizialmente di poche cellule, aumenterà di 200 miliardi di volte. Quattro giorni dopo la fertilizzazione siamo solo a 16 cellule (blastomeri) che ancora non sono impiantate nell'utero (nella foto). Si tratta di uno stato di suddivisione chiamato morula per la forma a mora di gelso. Al 14° giorno si prepara l'impianto di quella che ora è chiamata blastula e che è composta da 100-150 cellule.
A sei settimane l'embrione fluttua nel liquido amniotico che lo protegge. È attaccato alla placenta attraverso il cordone ombelicale: da qui riceve i nutrienti e l'ossigeno necessario per il suo sviluppo, ma sono anche eliminati anidride carbonica e rifiuti del metabolismo. La placenta consente il passaggio delle molecole piccole ma non fa passare quelli più grandi come le ematiche, creando un'essenziale difesa. Nel caso per esempio che il bambino abbia una composizione sanguigna incompatibile con quella della madre, potrebbe scattare una risposta immunitaria per espellere il "corpo estraneo". A questo stadio l'embrione misura tra i 13 e i 22 millimetri di lunghezza. Le dita dei piedi e delle mani iniziano a configurarsi e a separarsi.
Nell'ottava settimana di gestazione si sviluppano corpo e arti: anche gli occhi sono già ben distinguibili. Questa data fa da spartiacque tra la fase embrionale e quella fetale: il feto a questo punto è in grado di reagire alla stimolazione intorno alla bocca contraendo i muscoli del collo e volgendo lentamente il capo. Ciò significa che i muscoli contengono fibre nervose: il sistema neurologico ha cominciato a funzionare. In questa fase la differenziazione delle cellule nei vari organi (organogenesi) è molto più importante della crescita in centimetri: a fluttuare nella pancia della mamma è un esserino di 23 millimetri di lunghezza e 1 grammo di peso.
Aggrappato al cordone ombelicale, il feto cresce (6 centimetri di lunghezza per una ventina di grammi, tra la dodicesima e la quindicesima settimana) e comincia a muovere braccia e gambe nella placenta che è già completamente sviluppata. Gli occhi sono formati, ma le palpebre rimangono serrate. All'interno del grembo materno il feto è circondato dal buio totale, anche se è probabilmente in grado di percepire variazioni di luminosità esterna. Alcuni esperimenti hanno rivelato infatti che indirizzando un fascio di luce intensa sull'addome della mamma, il feto si agita e le sue pulsazioni accelerano di 15 pulsazioni al minuto.
Tra la fine del primo trimestre e l'inizio del secondo il feto non sa sopravvivere autonomamente, ma possiede già sistemi e funzioni avanzate.
I dentini si formano all'interno delle gengive, crescono le unghie, costole e vertebre iniziano il processo di ossificazione che consente alle cartilagini di diventare ossa. Nell'immagine le ossa più dure sono quelle più gialle e definite, che sembrano scollegate le une alle altre. In realtà il collegamento c'è, ma è ancora cartilagineo e non visibile. A questo punto dello sviluppo il feto pesa 200 grammi.
Un feto alla diciannovesima settimana di gestazione è coperto da una diffusa lanugine, destinata a scomparire prima del parto: resterà solo quella del cranio. In realtà, alla nascita alcuni bambini sono molto più capelloni di altri. Ciò è dovuto al fatto che durante il sesto mese di gestazione si sviluppano i follicoli piliferi, da cui nascononel corso del settimo nasceranno i capelli. Il ciclo vitale di questa prima chioma finisce in contemporanea e i capelli cadono tutti insieme: se questo avviene mentre è ancora nel grembo materno, il bambino si presenta pelato alla nascita, altrimenti la sua capigliatura sarà relativamente folta. Queste differenze sono comunque dettate da predisposizioni genetiche.
Il viso nel feto si forma molto presto, già a 25 giorni dalla fecondazione, quando dall'embrione, che è poco più di un fagiolo, spuntano tre escrescenze, gli "archi branchiali". Se nei pesci si trasformano in branchie, nei mammiferi, i tre abbozzi si fondono fino a formare fronte, faccia e gola. Solo dopo altre 6-7 settimane la faccia acquista l'aspetto umano: prima dell'ultimo trimestre di gravidanza assume infine i lineamenti caratteristici dell'individuo. Questo feto, alla ventesima settimana, è lungo circa 19 centimetri e pesa 500 grammi: siamo circa a metà del viaggio...
A partire dal sesto mese (qui l'orecchio di un feto alla ventesima settimana), si registrano reazioni da parte del nascituro agli stimoli sonori che lo circondano: il flusso regolare del sangue materno, il ritmo costante del battito cardiaco e la voce della mamma lo cullano durante tutto il tempo della gestazione. Ma non solo. Se dall'esterno provengono rumori troppo forti, il piccolo reagisce con un'accelerazione del battito del cuore e movimenti di gambe e braccia. Il feto è inoltre sensibile alla musica: niente lo tranquillizza più del canto della madre e dell'ascolto di un brano di musica classica, come quella di Mozart e Vivaldi.
Già al quarto mese il sesso del nascituro è evidente: i genitali esterni infatti sono ben riconoscibili all'esame ecografico. Questo feto giunto alla ventiduesima settimana raggiunge i 650 grammi di peso e i 21 centimetri di lunghezza dalla testa al coccige. A questo stadio della gestazione i movimenti del feto sono facilmente percepibili dalla madre. Inoltre il piccolo affina la tecnica che lo porterà alla nascita a succhiare il latte materno: scopre il pollice inizia a succhiarlo. Più tardi, quasi al termine della gravidanza, il feto muove la bocca regolarmente ogni 10-20 secondi, anche nella fasi di sonno profondo: l'allenamento continua...
L'ecografia è una tecnica diagnostica basata sugli ultrasuoni usata per visualizzare l'interno del corpo umano e, nel caso della gravidanza, l'interno dell'utero. Quella bidimensionale consente di vedere l'interno come se fosse una sezione. La nuova ecografia dà invece una visione tridimensionale di quel che accade all'interno della pancia della mamma. Ecco invece un feto, giunto alla ventisettesima settimana e già posizionato per il parto, visto attraverso la risonanza magnetica: dopo la ventottesima, il bambino è in grado di sopportare un parto prematuro.
Nella prossima pagina, le meraviglie dell'ecografia 4D e la vita del nascituro in tempo reale...
Una visione straordinaria nel grembo materno la consente l'ecografia 4D che visualizza l'immagine tridimensionale in movimento e in tempo reale: si vede così il feto che muove le manine, si succhia il dito o gioca con il cordone ombelicale. La visione migliore è possibile dopo la venticinquesima settimana, quando il feto è di medie dimensioni.
Ai raggi X, le sagome dei due gemellini alla trentesima settimana sono evidenti (il loro scheletro è colorato in blu, mentre quello della madre è in rosso e giallo). I parti gemellari sono circa l'1 per cento e i gemelli si distinguono in "identici" (o monozigotici) e "non identici" (o dizigotici).
I primi derivano da un uovo fecondato da uno spermatozoo, mentre nel secondo caso a essere fecondate da due spermatozoi sono due uova diverse. Se i dizigotici, da un punto di vista genetico, si assomigliano non più di due fratelli, i monozigotici rappresentano due copie identiche dello stesso patrimonio genetico.
Qui sotto un video che raccoglie alcune di queste immagini.
