Siamo sull'orlo di una straordinaria svolta nella biologia sintetica. CRISPR-Cas9, una tecnologia di modifica del genoma scoperta nel 2014, è in prima linea in questa svolta. Ci è stato promesso di risolvere problemi di nutrizione, malattie, genetica e, cosa più interessante, di modificare in meglio il genoma umano. Per renderci migliori, più veloci, più forti, più intelligenti: questa è un'opportunità per ricostruirci più velocemente di quanto la selezione naturale e l'evoluzione vengano ai loro sensi.
Naturalmente, molti esperti mettono in guardia sui pericoli di queste nuove opportunità. Un enorme flusso di denaro si sta riversando nelle startup biotecnologiche e la corsa al vertice può tagliare gli angoli acuti. Nel 2017, gli scienziati hanno resuscitato un ceppo estinto del virus mortale equino. CRISPR può aiutare a creare armi biologiche segrete come il vaiolo o migliorare malattie esistenti come l'Ebola, rendendole un incubo per gli epidemiologi.
Con scoperte che sembrano fantascienza, il compito di distinguere l'hype dalla realtà può sembrare opprimente. Ma questo dovrebbe essere fatto, soprattutto per le persone che sono lontane dalla scienza. Come valutare realisticamente i potenziali rischi e benefici? Una nuova ricerca di scienziati statunitensi e britannici recentemente pubblicata su eLifeSciences fa luce su almeno 20 questioni di bioingegneria.
I ricercatori hanno analizzato 20 direzioni di sviluppo in diversi orizzonti temporali: i prossimi cinque anni, i prossimi dieci anni e più di dieci anni. Nei prossimi cinque anni è prevista una svolta nella fotosintesi artificiale. Poiché le piante possono convertire l'anidride carbonica in combustibile, la fotosintesi artificiale potrebbe essere fondamentale per la crisi energetica e la lotta al cambiamento climatico. Mentre qualsiasi schema per rimuovere l'anidride carbonica nella lotta contro il clima sarà enorme, recenti ricerche hanno dimostrato che la fotosintesi artificiale può ridurre la CO2 in modo più efficiente delle piante e convertirla in metanolo per il carburante.
Stiamo esaurendo i terreni agricoli mentre la popolazione mondiale continua a crescere; è necessaria una nuova rivoluzione verde per nutrire il mondo. La risposta è migliorare la fotosintesi naturale attraverso la modificazione genetica, come nel riso è stato attivato il gene C4. Ha aumentato il raccolto di riso del 50% e poiché il riso è una colossale fonte di calorie, questa è una svolta molto potente.
I ricercatori si aspettano anche che inizieranno alcune serie controversie nei prossimi cinque anni. Il primo riguarda l'etica della manipolazione genica, che porta all'emergere di una popolazione con nuove caratteristiche. Tra insetti come le zanzare, questi geni si diffondono molto rapidamente e le persone pianificano di usarli per rendere sterili le zanzare. Ciò può danneggiare gli ecosistemi e portare a conseguenze indesiderate. Possiamo trovare un modo per invertire la decisione di modificare i geni prima che si diffonda alle generazioni? Gli scettici ne dubitano.
Un'altra controversia si aprirà nei prossimi cinque anni: quanto sarà conveniente modificare il genoma umano? Gli scienziati osservano che la nostra capacità di modificare il genoma umano ha superato la nostra comprensione delle funzioni di questi geni. Ricerche precedenti hanno essenzialmente esaminato le correlazioni statistiche tra le condizioni genetiche e l'eredità di alcuni geni. Forse un editing accurato ci permetterà di condurre esperimenti che rivelano i segreti del nostro DNA; alla fine, abbiamo imparato come liberare i topi dalla malattia di Huntington.
Ma accade solo che sperimentare con le persone porti con sé una serie unica di problemi etici, e gli scienziati notano che i governi mondiali non hanno particolarmente fretta di affrontarli - e la Cina è completamente trascurata.
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A medio termine, gli scienziati sono preoccupati per l'emergere di metodi di bioingegneria sempre più sofisticati. Forse tra cinque o dieci anni saremo in grado di creare interi organi sostitutivi sperimentando i geni. Negli ultimi anni, l'ingegneria dei tessuti ha imparato come creare o far crescere vesciche, fianchi, vagine, trachea, vene, arterie, orecchie, pelle, menisco del ginocchio e toppe cardiache.
Riparare un cuore spezzato può sembrare l'uso ideale della biotecnologia e poiché i test sugli animali continuano a dimostrare che i tessuti creati possono essere impiantati con successo, la prospettiva è più che reale. Tuttavia, è improbabile che sia economico. Inoltre, questo non esacerberebbe il divario sanitario già esistente, dove i ricchi possono prolungare la loro vita sostituendo gli organi mentre altri no?
Questi metodi possono avere un impatto particolare sulla produzione di farmaci. I vaccini sono un brillante esempio. Molti vaccini ora vengono realizzati utilizzando uova di gallina, proprio come lo erano 70 anni fa. Come previsto, questo vecchio metodo ha i suoi limiti; i ceppi più importanti del virus devono essere trovati mesi prima che si diffondano effettivamente, perché ci vogliono anche diversi mesi per produrre un vaccino. La DARPA sponsorizza un'azienda che cerca di produrre decine di milioni di vaccini antinfluenzali ogni mese. Se proviamo a superare un'altra pandemia, che potrebbe causare la morte di milioni di persone, dobbiamo semplicemente lavorare sulle tecnologie che ci consentiranno di farlo.
Ma più persone ci sono, più rischi compaiono. La bioingegneria può produrre droghe illegali. Peggio ancora, la prospettiva di un supervirus bioingegnerizzato, creato intenzionalmente o meno. L'informazione genetica potrebbe essere la nuova moneta; proprio come un algoritmo oggi può costare milioni o causare il caos, i geni di domani dovranno essere protetti con tutti i mezzi. Le conseguenze di un computer violato possono essere frustranti; le conseguenze dell'hacking di una persona possono essere molto peggiori.
Ilya Khel
