Ecco il pangenoma umano

Abbiamo la prima bozza dei risultati del grande progetto che mira a ricostruire la complessità della variazione genetica umana, una sorta di “mappa” che descrive quanto è estesa la nostra diversità. Vediamo da vicino di cosa si tratta e come gli scienziati hanno raggiunto questo traguardo.

A maggio 2023 la pubblicazione, sulla rivista Nature, della prima bozza di un “pangenoma” umano ha segnato una nuova importante tappa per lo studio della genetica della nostra specie. In poco più di vent’anni questo ambito di ricerca ha avuto una rapidissima accelerazione, consentendo di ampliare notevolmente le nostre conoscenze e anche di sviluppare nuove possibilità terapeutiche.

Le tappe della rivoluzione

Nel 2000, con il Progetto genoma umano, gli scienziati hanno fatto un primo grande passo in questa direzione, annunciando la prima bozza del sequenziamento del genoma di Homo sapiens (poi pubblicata nel 2001). Questi dati iniziali hanno consentito di avere un’idea approssimativa della sequenza dei più di 3 miliardi di coppie di basi di cui è fatto il DNA di ciascuno di noi. La scoperta fu talmente importante da essere paragonata, per il clamore e l’entusiasmo suscitati, allo sbarco sulla Luna. Nel 2003 è stato, poi, annunciato il completamento del Progetto, anche se, a essere precisi, alla versione pubblicata in quell’anno mancavano ancora alcune parti. L’8 per cento circa restava infatti non sequenziato. Solo nel 2022 gli scienziati del consorzio “Telomere-to-Telomere” hanno annunciato di aver portato a termine un sequenziamento davvero completo, adoperando un approccio innovativo per completare la lettura anche delle parti più nascoste e impervie.

La svolta del pangenoma

Oggi a queste importanti tappe se ne aggiunge un’altra, particolarmente rilevante sia dal punto di vista della conoscenza scientifica e delle sue applicazioni, sia sul piano umano ed etico. Prima di questo momento, infatti, i genomi sequenziati erano stati ottenuti da campioni di un numero molto ristretto di individui. Quindi la sequenza ricavata, sebbene fosse presentata come un modello standard, non poteva veramente rendere conto della diversità che caratterizza i tanti individui che appartengono alla nostra specie. Il risultato era una rappresentazione lineare del genoma umano, elevata impropriamente a modello genetico comune dell’intera umanità. Oggi siamo in possesso di tecnologie che permettono di gestire molti più dati rispetto ad allora, a parità di tempo. Gli scienziati sono dunque in grado di fornire una nuova visione del genoma umano, più rappresentativa e inclusiva potenzialmente di tutte le popolazioni del mondo. È questo lo scopo con cui è stato avviato, nel 2019, lo Human Pangenome Reference Consortium, un’iniziativa avviata dai National Institutes of Health statunitensi, con l’obiettivo di passare dal genoma al pangenoma. La radice pan-, che in greco antico significa “tutto”, serve a sottolineare proprio la natura inclusiva del progetto. A maggio 2023 sono stati presentati i primi risultati: un pangenoma ricavato dalle sequenze del genoma di 47 persone, provenienti da tante e diverse parti del mondo. Molti tra i campioni adoperati provengono da quelli raccolti nel corso del cosiddetto 1000 Genomes Project, avviato nel 2008 con lo scopo di mappare la variabilità genetica in 26 popolazioni del mondo, e analizzati di nuovo con le più accurate tecniche disposizione.

Salta subito all’occhio il diverso aspetto del pangenoma rispetto al precedente genoma: dalla rappresentazione lineare si passa a un modello a grafo, dove ogni diramazione rappresenta la variabilità presente dei campioni. L’effetto è simile a quello che si prova passando dall’immagine di un televisore in bianco e nero a quella di uno strumento ad alta definizione. Entro la metà del 2024, il progetto intende segnando un’altra importante tappa nella storia della genomica, analizzando i dati di 350 persone. Anche l’Italia collaborerà all’impresa, con campioni sequenziati presso lo Human Technopole di Milano in collaborazione con l’Università di Firenze. Data la lunga storia di migrazioni che ha caratterizzato il nostro Paese, queste sequenze di DNA saranno utili a studiare la variabilità genetica della specie umana.

Da questi studi si potranno ottenere molte e importanti conoscenze, che potrebbero permettere di approfondire le ricerche sui legami tra geni e sviluppo di alcune malattie, per esempio in campo oncologico, ed elaborare strategie terapeutiche più precise e mirate.

Le questioni etiche aperte

Questo è solo l’inizio di un percorso in continuo aggiornamento sotto diversi punti di vista, non riguardanti solo la ricerca scientifica, ma anche l’etica e la giurisdizione. Come è stato sottolineato anche da parte degli scienziati coinvolti nel progetto, è necessario impegnarsi per rappresentare tutte le comunità umane, comprese quelle spesso escluse o sottorappresentate negli studi di genetica. Si dovranno rinegoziare le condizioni del consenso all’uso di campioni raccolti molto tempo fa (per esempio negli anni Ottanta del secolo scorso), per aggiornarle alle linee guida oggi condivise nel campo dell’etica della ricerca scientifica. Inoltre si dovrà limitare lo sfruttamento commerciale dei dati da parte delle industrie farmaceutiche, che spesso tende a escludere dai benefici coloro che hanno partecipato agli studi e le rispettive comunità, specie se povere o in Paesi in via di sviluppo.