OGM: che cosa sono e come si usano in medicina

Facciamo un punto su come si ottengono e sulle loro applicazioni in campo clinico e nella ricerca biomedica.

Gli OGM, organismi geneticamente modificati, suscitano ancora scetticismo o paura in molti, perché la loro produzione implica un intervento di modifica sul patrimonio genetico. I timori sono in realtà infondati e gli OGM sono una risorsa importante, anche per le applicazioni in campo medico-sanitario, che hanno contribuito e stanno contribuendo a migliorare le prospettive terapeutiche per diverse malattie.

Che cos’è un OGM

Un organismo geneticamente modificato (OGM) è qualsiasi organismo il cui materiale genetico è stato alterato, utilizzando tecniche di ingegneria genetica, in un modo che in natura non si verifica tramite la riproduzione o la ricombinazione.

Nonostante questa definizione esista da tempo, il lungo dibattito che si è verificato soprattutto per le specie OGM usate in agricoltura mostra che alcuni aspetti sfuggono al grande pubblico. Sono infatti da considerare tecnicamente OGM anche tutti quegli organismi che, fin dall’antichità, hanno subito incroci o innesti agricoli. Anche questi sono infatti interventi artificiali che introducono modifiche nel patrimonio genetico di un animale di allevamento o di una pianta. L’ambito di applicazione più tradizionale di queste pratiche è infatti proprio l’agricoltura. Tuttavia, oggi, vengono considerati in senso stretto OGM solo gli organismi il cui DNA sia stato modificato attraverso le moderne tecniche di ingegneria genetica.

Convenzionalmente, la nascita dei moderni OGM viene fatta risalire agli esperimenti degli scienziati statunitensi Stanley Cohen ed Herbert Boyer, i quali misero a punto, agli inizi degli anni Settanta del secolo scorso, la cosiddetta tecnologia del DNA ricombinante, attraverso la quale una o più sequenze provenienti dal DNA di un organismo possono essere inserite nel genoma di un altro, solitamente appartenente a una specie diversa.

È importante anche chiarire che, sebbene spesso siano usati come sinonimi, OGM e “organismi transgenici” non sono la stessa cosa: questi ultimi sono infatti una sottocategoria degli OGM, che comprendono sia gli organismi in cui vengono introdotti geni provenienti da organismi di altre specie (transgenici, appunto), sia quelli in cui viene inserito materiale genetico proveniente da un organismo della stessa specie (cisgenici), sia quelli ottenuti con tecniche che non prevedono l’inserimento di geni.

OGM in medicina

 Tra i campi di applicazione degli organismi geneticamente modificati rientra anche la medicina. I farmaci biotecnologici, ovvero quelli che sono prodotti attraverso le moderne biotecnologie, usano solitamente la tecnica del DNA ricombinante.

Tra gli OGM ottenuti in questo modo, l’insulina, usata ogni giorno dalle tantissime persone nel mondo che soffrono di diabete. Questo ormone in natura tiene sotto controllo la glicemia, ovvero la concentrazione di glucosio nel sangue, e in caso di diabete viene assunto come farmaco. L’insulina è stato il primo farmaco ricombinante di cui sia stato autorizzato l’uso terapeutico: la Food & Drug Administration (FDA), l’ente regolatorio statunitense in materia di alimenti e medicinali, l’ha approvato nel 1982 e immediatamente dopo è seguita l’autorizzazione da parte dell’Agenzia europea per i medicinali (EMA).

In precedenza, l’insulina adoperata nella terapia del diabete era estratta soprattutto dai tessuti del pancreas di bovini o suini, con un procedimento piuttosto complesso e costoso, e inoltre dava qualche problema di allergia. Successivamente era stata prodotta sinteticamente, ma il prodotto di sintesi non era sufficientemente identico all’insulina umana. L’ingegneria genetica ha consentito, invece, di produrre un’insulina identifica a quella prodotta dal nostro pancreas, tramite l’inserimento del gene corrispondente nel genoma di batteri o lieviti. L’insulina ottenuta in questo modo è pura e identica a quella prodotta dagli esseri umani, può essere adoperata in modo sicuro nella terapia del diabete ed è, inoltre, molto meno costosa e problematica di quella di origine animale e di quella di sintesi.

Oggi molti altri farmaci – per esempio ormoni, vaccini, anticorpi monoclonali – sono prodotti con tecniche di ingegneria genetica e sono adoperati sia nella prevenzione sia nella terapia di diverse malattie.

Gli animali geneticamente modificati

Nella ricerca di laboratorio si adoperano anche animali il cui genoma può essere modificato tramite l’inserimento di porzioni di DNA di un altro organismo. Ciò può avvenire fin dallo stato di zigote, ovvero dalla cellula che si ottiene quando si uniscono il gamete femminile e quello maschile, o negli stadi precoci dello sviluppo embrionale. Nella ricerca biomedica è molto comune, per esempio, l’impiego di topi e ratti transgenici, il cui patrimonio genetico è stato modificato per consentire lo studio di determinate malattie, come fibrosi cistica, morbo di Alzheimer, tumori.

La modificazione del genoma di un animale di laboratorio, solitamente un topo o un ratto, può essere attuata, per esempio, introducendovi un gene umano o di un’altra specie, oppure inattivando permanentemente l’espressione di un gene, oppure ancora sostituendo quest’ultimo con una copia modificata.

L’avvento di CRISPR/Cas9

 Di recente hanno avuto particolare risalto non solo mediatico le cosiddette tecniche di editing genomico, che consentono un intervento di grande rapidità e precisione nella modifica del DNA. Tra queste tecniche c’è l’ormai celebre CRISPR/Cas9, valsa alle due ricercatrici che l’hanno messa a punto, Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna, il premio Nobel per la chimica 2020.

La tecnica ha avuto origine da un meccanismo naturalmente presente in alcune specie batteriche, che lo usano per difendersi dai virus. Il meccanismo è stato modificato e adattato per lo sviluppo della tecnica oggi adoperata comunemente per introdurre variazioni precise e mirate nel genoma delle cellule di diversi organismi, sulla base delle istruzioni fornite. Nel 2018 una sentenza della Corte Europea ha stabilito che le piante modificate con la tecnica CRISPR/Cas9 devono essere considerate OGM. Le applicazioni di questa tecnica alla ricerca biomedica sono oggi oggetto di numerosissimi studi, molti dei quali riguardano malattie di origine genetica.