Non c’è solo il DNA nucleare
Siamo abituati a pensare alla nascita di una nuova vita come alla fusione di due DNA genomici: il nucleo aploide di uno spermatozoo si unisce al nucleo aploide di un oocita, ed ecco ricostituirsi il patrimonio genetico diploide che sarà la carta d’identità genetica del nuovo individuo. Nel pensare alla formazione dello zigote c’è però una componente che passa spesso in secondo piano, quella del DNA mitocondriale (mtDNA). Oltre al DNA nucleare (nDNA), ogni zigote riceve in dote anche il DNA contenuto nei mitocondri dell’oocita, trasmesso per via matrilineare. L’mtDNA costituisce una percentuale minima del corredo genomico di un individuo e comprende appena 37 geni, tutti coinvolti nel metabolismo energetico. Proprio come i geni del DNA nucleare, anche i geni mitocondriali possono subire mutazioni: è così che insorgono malattie mitocondriali, alcune delle quali possono compromettere lo sviluppo di organi e tessuti il cui metabolismo richiede grandi quantità di energia, come il sistema nervoso centrale o i muscoli (per ripassare le caratteristiche del DNA mitocondriale, consulta questo Come Te Lo Spiego della’Aula di Scienze).Le malattie mitocondriali, orfane di terapie efficaci
Le malattie mitocondriali sono malattie genetiche rare, che ancora oggi hanno poche opzioni terapeutiche e, nei casi più gravi, possono portare alla morte. E’ questo il caso dei genitori protagonisti di questa vicenda: la madre, pur non essendo affetta da malattie mitocondriali, è portatrice di una mutazione al gene della subunità 6 dell’ATP sintasi. Questa mutazione è associata alla sindrome di Leigh, una malattia che compromette lo sviluppo del sistema nervoso e che ha causato la morte in tenera età di due figli della coppia.La tecnica utilizzata: Spindle Nuclear Transfer
Per evitare la trasmissione dell’mtDNA mutato, Zheng ha impiegato una tecnica chiamata Spindle Nuclear Transfer (SNT): il nucleo della madre viene estratto dall’oocita e trasferito nel citoplasma di un secondo oocita, a sua volta privato del nucleo ma proveniente da una “madre surrogata” sana. In questo modo si viene a formare un oocita con un mix di DNA: il DNA nucleare proviene dalla madre, mentre il DNA mitocondriale proviene dalla madre surrogata. A questo punto l’oocita può essere fecondato in vitro con uno spermatozoo del padre. Nel caso della coppia di genitori arruolati nello studio di Zheng sono stati generati in questo modo 5 embrioni, ma di questi solo uno - quello che è poi stato impiantato - possedeva un corredo cromosomico normale (46XY).
La tecnica dello Spindle Nuclear Transfer porta alla formazione di un embrione con il DNA di tre genitori diversi, perché l'mtDNA proviene da una madre surrogata (Illustrazione: Lara Rossi).
Una sperimentazione avvolta nella nebbia
La comunità scientifica è venuta a sapere di questa nascita eccezionale attraverso l'articolo pubblicato in esclusiva sul New Scientist: un modo piuttosto anomalo di comunicare una simile scoperta, che ha suscitato da subito un acceso dibattito. Anche perché manca ancora una pubblicazione scientifica ufficiale. Gli unici - e purtroppo scarsi - dati sono reperibili dalla rivista Fertility and Sterility, che ha pubblicato gli abstract relativi a un convegno che si terrà in ottobre. A rendere la vicenda controversa è anche il luogo dove la procedura è stata svolta. Negli Stati Uniti non esiste al momento una regolamentazione chiara su l’impiego di queste tecniche e John Zheng, ricercatore del New Hope Fertility Center di New York, ha trasferito l’esperimento in Messico, dove è probabile abbia incontrato meno resistenze (il condizionale è però d’obbligo, vista la scarsità di dati ufficiali).Non resta che attendere
Per ora è dato solo sapere che il bambino - nato il 6 aprile 2016 - gode di buona salute. L’analisi di diversi tessuti mostra che la percentuale di mtDNA materno trasferito al bambino è, in media, dell’1,60%. Si tratta di una percentuale molto bassa, che dovrebbe tenere il bambino al riparo dai sintomi più gravi della malattia, che in genere si manifestano quando la percentuale di mtDNA mutato raggiunge il 20% circa. Ma gli esperti invitano alla cautela, perché è ancora troppo presto per trarre conclusioni definitive: anche se pochi, i mitocondri portatori della mutazione potrebbero proliferare meglio di quelli sani e la loro percentuale potrebbe aumentare nel tempo. Pur nella nebbia che circonda l’intera sperimentazione, c’è chi sostiene che Zheng abbia trovato il modo più efficace per evitare la trasmissione di malattie mitocondriali: a differenza di altre tecniche, questa procedura non richiede la distruzione di embrioni (sebbene alcuni possano andare persi perché alterati o perché non attecchiscono); inoltre, il bambino nato è maschio. Poichè l’eredità dell’mtDNA avviene per linea materna, quest’ultimo dettaglio garantisce che il DNA mutato ancora presente nei tessuti del bambino non verrà mai trasmesso ai suoi figli. Le domande in sospeso sono ancora tante. Non rimane che attendere di ricostruire l’intera vicenda dalla presentazione che Zheng terrà al convegno dell’American Society for Reproductive Medicine: c’è da scommettere che tutta la comunità scientifica stia facendo il conto alla rovescia da qui al 19 ottobre. _ Immagine box: Screenshot dal video pubblicato da New Scientist Immagine banner: Pixabay
