Anno 2012: le scienziate Jennifer Anne Doudna ed Emanuelle Charpentier inoltrano richiesta di brevetto per una scoperta straordinaria. Un enzima isolato dal batterio Streptococcus pyogenes taglia il DNA dei virus che lo aggrediscono presso sequenze precedentemente memorizzate. Le sequenze memorizzate sono note come CRISPR (acronimo di Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) e l’enzima indicato con la sigla Cas9 (acronimo di CRISPR associated protein 9), è una nucleasi che agisce come una vera e propria “forbice molecolare”, riconosce un sito specifico del DNA virale che viene tagliato, garantendo la sopravvivenza del batterio.
Successivamente, al MIT (Massachusetts Institute of Technology) di Boston viene scoperto che tale sistema funziona anche nelle cellule di organismi superiori, basta che l’enzima sia correttamente indirizzato sulla sequenza del DNA di interesse, tagliandola nel punto desiderato. Da allora diverse altre nucleasi sono state scoperte, anche più efficienti dalla Cas9, negli organismi superiori. Si è aperto così un mondo di opportunità, per la biologia, la medicina e l’agricoltura.
Lo scorso anno alle due scienziate è stato attribuito il premio Nobel per la Chimica, mentre la discussione relativa all’utilizzo di queste tecniche di editing genomico CRISPR/Cas9 e alle sue implicazioni in biologia ha acceso gli animi, forse più in campo agrario che nella medicina, dove salvare una vita con interventi anche biotecnologici è considerata un’opportunità irrinunciabile. L’operazione “chirurgica” sul DNA di una specie costituisce, sin dalla nascita delle biotecnologie agrarie alla fine degli anni ’80, la punta di un iceberg. Questa tecnologia rientra sotto la definizione di genome editing proprio per la capacità della nucleasi di tagliare il DNA, che viene poi riparato dal sistema naturale della cellula. Questa riparazione, con la sostituzione di uno o più nucleotidi, viene considerata proprio come l’azione di editing di un testo di un giornale o di un libro, per similarità con cui vengono tagliate e corrette le lettere di una parola di un testo in editoria.
La capacità di editare un genoma, a sua volta, fa parte di una serie di tecnologie che si sono sviluppate a partire agli anni 2000, tra le quali ad esempio la cis-genesi, l’intra-genesi, l’RNA interference, il reverse breeding, componenti della grande famiglia delle New Breeding Technologies (NBTs). Queste tecnologie sono state oggetto di discussione della Commissione Agricoltura del Parlamento Europeo, per stabilire se i prodotti ottenuti debbano o meno essere definiti OGM. Nel luglio del 2018, la Corte di Giustizia Europea ha stabilito che le NBTs siano assimilabili alle tecnologie che producono OGM, facendole ricadere nella regolamentazione della direttiva 2001/18/EC. Il dubbio, anche solo guardando le date delle scoperte scientifiche, neanche immaginabili nel 2001, permane, tanto che della questione viene investito il Parlamento Europeo, che incarica la Commissione Agricoltura di deliberare in tempi rapidi sulla necessità o meno di regolamentare in maniera diversa quanto oggetto della direttiva 2001/18/EC e quanto invece può essere prodotto con le nuove NBTs, scoperte solo successivamente.
Su Decisione del Consiglio dell’Unione Europea, la Commissione ha avviato nel 2019 uno studio sullo “status delle nuove tecniche genomiche” i cui risultati sono stati recentemente resi noti. L’esecutivo comunitario ha invitato a considerare ogni possibile strumento programmatico atto a rendere la legislazione più resiliente ed adeguata alle esigenze future, posto che, se una norma applicata a nuove tecniche implica una interpretazione giuridica controversa, occorre chiedersi se sia ancora adatta allo scopo oppure debba essere aggiornata alla luce dei progressi scientifici e tecnologici sopraggiunti. Lo scorso 29 aprile, i parlamentari europei Paolo De Castro ed Herbert Dorfmann hanno annunciato la decisione della Commissione di avviare un processo di consultazione finalizzato a definire un nuovo quadro giuridico per alcune delle nuove biotecnologie, definite Tecniche di Evoluzione Assistita (TEA), nome che richiama la tipologia di azione che, grazie alle scoperte di Doudna e Charpentier, oggi si può fare sul DNA di una specie, aiutandone l’evoluzione verso finalità nobili di salvaguardia dell’ambiente e della salute.
I ricercatori del CREA hanno da tempo posto la loro attenzione alle potenzialità di queste nuove tecnologie, sia per motivi puramente scientifici che per saggiarne le potenzialità operative. Conoscere una tecnologia significa poterla padroneggiare, ma anche tracciarla, capirla e prevenire rischi ed azioni fraudolente. Valutare la potenzialità di una tecnica significa conoscerla profondamente, farne propri i segreti, per realizzare nuovi prodotti – concorrenziali per qualità e prezzo – più rispettosi per l’ambiente e la salute.
Tre anni fa, presso i nostri istituti sono partite diverse linee di ricerca – nell’ambito dell’importante progetto BIOTECH, finanziato dal Ministero delle Politiche Agricole, Alimentari e Forestali – volte all’utilizzo di queste tecnologie per produrre nuove varietà vegetali caratterizzate da resistenze a diversi patogeni o ai cambiamenti climatici. Quale Ente pubblico di ricerca e sperimentazione vigilato dal MiPAAF, le nostre attività sono costantemente monitorate e finalizzate solo al progresso scientifico ed al bene pubblico. Volendo fare un parallelismo con quanto fu probabilmente sbagliato all’inizio degli anni ’90, quando la gestione delle tecnologie che portarono agli OGM oggi in commercio fu lasciata interamente alle grandi multinazionali, la maggiore “democrazia” di queste nuove tecnologie, appannaggio di molte istituzioni pubbliche universitarie e di ricerca, è di per sé una garanzia.
Per quanto concerne la nostra azione e la missione tecnico-scientifica del CREA, nel corso di questi ultimi anni sono stati avviati laboratori efficienti e sviluppate competenze adeguate alla produzione di nuove varietà di cultivar resistenti ad attacchi patogeni e a stress ambientali. Problemi fitosanitari (come quelli causati da virus e da alcuni batteri) o legati a proprietà intrinseche delle produzioni (presenza di sostanze nocive) oppure a coltivazione in ambienti difficili (a causa di salinità, siccità, eccesso idrico, carenze nutrizionali, caldo, freddo) potranno essere affrontati soltanto con le nuove tecniche genetiche, a supporto di quelle agronomiche, che in taluni casi possono non essere adeguate e sufficienti.
A questo proposito, dalla scorsa settimana, è di dominio pubblico un lavoro open-access uscito sulla prestigiosa rivista Plant Biotechnology Journal, realizzato nell’ambito del progetto BIOTECH citato sopra. La review descrive lo stato dell’arte delle NBTs adottate per contrastare gli stress biotici ed abiotici con particolare focus sulle piante legnose da frutto, tradizionalmente difficili da trattare. Le competenze sviluppate e le abilità messe in pratica nei nostri laboratori, e le collaborazioni in atto con diversi centri di ricerca italiani, sono descritte in comparazione con dovizia di particolari e con esempi di successo in primis con approcci di cis-genesi e genome editing per realizzare varietà resistenti agli stress, e successivamente con interventi di RNA-interference ed epigenetica per indurre maggior resilienza nelle piante stimolando le proprie capacità intrinseche. Tali approcci consentiranno migliori valutazioni e probabilmente supporteranno una rapida maturazione delle condizioni di accettabilità nella società civile e nella nuova giurisprudenza dei protocolli descritti, evidentemente lontani decenni dalle prime esperienze biotecnologiche.
Il CREA vuole dunque porsi nel ruolo di baricentro delle ricerche più avanzate sulle applicazioni biotecnologiche oggetto di questi studi, anche in funzione di indirizzare – secondo le vigenti normative e le direttive ministeriali – gli studi scientifici ed i prodotti italiani di qualità per il prossimo futuro.
