Cos’è la modificazione genetica?

La modificazione genetica è il processo di alterazione della composizione genetica di un organismo. Ciò è stato fatto indirettamente per migliaia di anni mediante allevamento controllato o selettivo di piante e animali. La moderna biotecnologia ha reso più facile e veloce l’identificazione di un gene specifico per un’alterazione più precisa dell’organismo attraverso l’ingegneria genetica.

I termini “modificato” e “ingegnerizzato” sono spesso usati in modo intercambiabile nel contesto dell’etichettatura degli alimenti geneticamente modificati o “OGM”. Nel campo delle biotecnologie, gli OGM sono sinonimo di organismi geneticamente modificati, mentre nell’industria alimentare, il termine si riferisce esclusivamente al cibo che è stato appositamente progettato e non è un organismo selezionato in modo selettivo. Questa discrepanza porta a confusione tra i consumatori, e così la Food and Drug Administration (FDA) statunitense preferisce il termine geneticamente modificato (GE) per il cibo.

Una breve storia di modificazione genetica

La modificazione genetica risale ai tempi antichi, quando gli umani influenzarono la genetica attraverso organismi selettivi di riproduzione, secondo un articolo di Gabriel Rangel, uno scienziato della salute pubblica dell’Università di Harvard. Quando viene ripetuto per diverse generazioni, questo processo porta a cambiamenti radicali nella specie.

I cani erano probabilmente i primi animali geneticamente modificati, già circa 32.000 anni fa, secondo Rangel. I lupi selvaggi si unirono ai nostri antenati cacciatori-raccoglitori in Asia orientale, dove i cani furono addomesticati e allevati per aumentare la docilità. Nel corso di migliaia di anni, le persone hanno allevato cani con diverse personalità e caratteristiche fisiche desiderate, portando infine alla grande varietà di cani che vediamo oggi.

La prima pianta geneticamente modificata conosciuta è il grano. Si ritiene che questo prezioso raccolto sia originario del Medio Oriente e dell’Africa settentrionale nell’area nota come Mezzaluna fertile, secondo un articolo pubblicato nel 2015 sul Journal of Traditional and Complementary Medicine. Gli antichi agricoltori coltivavano selettivamente erbe di grano a partire dal 9000 a.C. per creare varietà addomesticate con cereali più grandi e semi più duri. Nell’8.000 a.C., la coltivazione del grano domestico si era diffusa in Europa e in Asia. Il continuo procedimento selettivo del grano ha portato alle migliaia di varietà coltivate oggi

Il mais ha anche sperimentato alcuni dei cambiamenti genetici più drammatici negli ultimi migliaia di anni. Il raccolto di base era derivato da una pianta conosciuta come teosinte, un’erba selvatica con piccole orecchie che portavano solo alcuni gherigli. Nel corso del tempo, gli agricoltori hanno allevato selettivamente le erbe di teosinte per creare mais con grandi orecchie piene di chicchi.

Al di là di quelle colture, gran parte dei prodotti che mangiamo oggi – tra cui banane, mele e pomodori – ha subito diverse generazioni di allevamento selettivo, secondo Rangel.

La tecnologia che taglia e trasferisce specificamente un pezzo di DNA ribosomiale (rDNA) da un organismo a un altro è stata sviluppata nel 1973 da Herbert Boyer e Stanley Cohen, rispettivamente ricercatori dell’Università della California, San Francisco e della Stanford University. La coppia ha trasferito un pezzo di DNA da un ceppo di batteri a un altro, consentendo la resistenza agli antibiotici nei batteri modificati. L’anno seguente, due biologi molecolari americani, Beatrice Mintz e Rudolf Jaenisch, introdussero materiale genetico estraneo in embrioni di topo nel primo esperimento per modificare geneticamente gli animali usando tecniche di ingegneria genetica.

I ricercatori stavano anche modificando i batteri da utilizzare come farmaci. Nel 1982, l’insulina umana è stata sintetizzata da batteri di E. coli geneticamente modificati, diventando il primo farmaco umano geneticamente modificato approvato dalla FDA, secondo Rangel.

Esistono quattro metodi principali per modificare geneticamente le colture, secondo la Ohio State University:

Allevamento selettivo: due varietà di piante vengono introdotte e allevate per produrre prole con caratteristiche specifiche. Tra 10.000 e 300.000 geni possono essere colpiti. Questo è il metodo più antico di modificazione genetica e in genere non è incluso nella categoria di alimenti OGM.
Mutagenesi: i semi di piante sono volutamente esposti a sostanze chimiche o radiazioni al fine di mutare gli organismi. La prole con i tratti desiderati viene mantenuta e ulteriormente allevata. Anche la mutagenesi non è inclusa nella categoria degli alimenti geneticamente modificati.
Interferenza dell’RNA: i singoli geni indesiderati nelle piante sono inattivati ​​al fine di rimuovere qualsiasi tratto indesiderato.
Transgenici: un gene viene prelevato da una specie e impiantato in un’altra per introdurre un tratto desiderabile.

Gli ultimi due metodi elencati sono considerati tipi di ingegneria genetica.

Oggi, alcune colture hanno subito un’ingegneria genetica per migliorare la resa delle colture, la resistenza ai danni degli insetti e l’immunità alle malattie delle piante, oltre a introdurre un maggiore valore nutrizionale, secondo la FDA.

Nel mercato, queste sono chiamate colture geneticamente modificate o OGM.

“Le colture OGM hanno offerto molte promesse nel risolvere problemi agricoli”, ha detto Nitya Jacob, scienziata delle colture presso l’Oxford College of Emory University in Georgia.

La prima coltura geneticamente modificata approvata per la coltivazione negli Stati Uniti è stata il pomodoro Flavr Savr nel 1994. (Per essere coltivata negli Stati Uniti, gli alimenti geneticamente modificati devono essere accettati sia dall’Ente per la protezione dell’ambiente (EPA) che dalla FDA). Il nuovo pomodoro ha avuto una shelf life più lunga grazie alla disattivazione del gene che fa sì che i pomodori inizino a diventare soffici non appena vengono raccolti. Il Dipartimento di Agricoltura e Risorse Naturali della University of California ha promesso che il pomodoro avrebbe anche migliorato il sapore.

Oggi cotone, mais e soia sono le colture più comuni coltivate negli Stati Uniti. Quasi il 93% dei semi di soia e l’88% delle colture di mais sono geneticamente modificati, secondo la FDA.

Molte colture OGM, come il cotone modificato, sono state progettate per resistere agli insetti, riducendo significativamente la necessità di pesticidi che potrebbero contaminare le acque sotterranee e l’ambiente circostante, secondo il Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti (USDA).

Negli ultimi anni, la coltivazione diffusa di colture OGM è diventata sempre più controversa.

“Una preoccupazione è l’impatto degli OGM sull’ambiente”, ha detto Jacob. “Ad esempio, il polline proveniente da colture di OGM può andare alla deriva in campi di colture non OGM e nelle popolazioni di piante infestanti, il che può portare a non OGM che acquisiscono caratteristiche OGM a causa dell’impollinazione incrociata”.

Una manciata di grandi aziende biotecnologiche hanno monopolizzato l’industria delle colture OGM, ha detto Jacob, rendendo difficile per i singoli agricoltori su piccola scala guadagnarsi da vivere. Tuttavia, mentre alcuni agricoltori potrebbero essere cacciati dal mercato, quelli che lavorano con le aziende biotecnologiche potrebbero trarre benefici economici dall’aumento dei raccolti e dalla riduzione dei costi dei pesticidi, ha detto l’USDA.

L’etichettatura degli alimenti OGM è importante per la maggioranza delle persone negli Stati Uniti, secondo i sondaggi condotti da Consumer Reports, The New York Times e The Mellman Group. Le persone fortemente favorevoli all’etichettatura degli OGM ritengono che i consumatori dovrebbero essere in grado di decidere se desiderano acquistare alimenti geneticamente modificati.

Tuttavia, Jacob ha detto, non ci sono prove scientifiche chiare che gli OGM siano pericolosi per la salute umana.

Oggi, il bestiame è spesso allevato in modo selettivo per migliorare il tasso di crescita e la massa muscolare e incoraggiare la resistenza alle malattie. Ad esempio, alcune linee di polli allevate per la carne sono state allevate per crescere il 300% più velocemente oggi di quanto non fossero negli anni ’60, secondo un articolo del 2010 pubblicato sul Journal of Anatomy. Attualmente, nessun prodotto animale sul mercato degli Stati Uniti, compreso il pollo o il manzo, è geneticamente modificato e, pertanto, nessuno è classificato come OGM o prodotti alimentari GE.

Negli ultimi decenni, i ricercatori hanno modificato geneticamente gli animali da laboratorio per determinare in che modo la biotecnologia potrebbe un giorno aiutare a trattare le malattie umane e riparare i danni ai tessuti nelle persone, secondo il National Human Genome Research Institute. Una delle forme più recenti di questa tecnologia è chiamata CRISPR (pronuncia “crisper”).

La tecnologia si basa sulla capacità del sistema immunitario batterico di utilizzare le regioni CRISPR e gli enzimi Cas9 per inattivare il DNA estraneo che entra in una cellula batterica. La stessa tecnica consente agli scienziati di indirizzare un gene specifico o un gruppo di geni per la modifica, ha affermato Gretchen Edwalds-Gilbert, professore associato di biologia presso lo Scripps College in California.

I ricercatori stanno usando la tecnologia CRISPR per cercare cure per il cancro e per trovare e modificare singoli pezzi di DNA che potrebbero portare a future malattie in un individuo. La terapia con cellule staminali potrebbe anche fare uso dell’ingegneria genetica, nella rigenerazione del tessuto danneggiato, come ad esempio da un ictus o un attacco cardiaco, ha detto Edwalds-Gilbert.

In uno studio molto controverso, almeno un ricercatore afferma di aver testato la tecnologia CRISPR sugli embrioni umani con l’obiettivo di eliminare il potenziale di alcune malattie. Quello scienziato ha affrontato un severo controllo ed è stato messo agli arresti domiciliari per qualche tempo nel suo paese di origine la Cina.

La tecnologia potrebbe essere disponibile, ma gli scienziati dovrebbero perseguire studi di modificazione genetica negli esseri umani? Dipende, ha detto Rivka Weinberg, professore di filosofia allo Scripps College.

“Quando si tratta di qualcosa come una [nuova] tecnologia, bisogna pensare all’intenzione e ai diversi usi di essa”, ha detto Weinberg.

La maggior parte delle prove mediche per trattamenti che fanno uso dell’ingegneria genetica sono eseguite su pazienti consenzienti. Tuttavia, l’ingegneria genetica su un feto è un’altra storia.

“La sperimentazione su soggetti umani senza il loro consenso è intrinsecamente problematica”, ha detto Weinberg. “Non ci sono solo rischi, [ma anche] i rischi non sono mappati, non sappiamo nemmeno cosa stiamo rischiando”.

Se la tecnologia di prossima generazione fosse disponibile e mostrasse di essere sicura, le obiezioni a testarlo negli esseri umani sarebbero minime, ha detto Weinberg. Ma non è questo il caso.

“Il grande problema con tutte queste tecnologie sperimentali è che sono sperimentali”, ha detto Weinberg. “Uno dei motivi principali per cui la gente è stata così inorridita dallo scienziato cinese che ha utilizzato la tecnologia CRISPR sugli embrioni è perché è una fase iniziale della sperimentazione, non è l’ingegneria genetica. Stai solo sperimentando su di loro.”

La stragrande maggioranza dei sostenitori dell’ingegneria genetica si rende conto che la tecnologia non è ancora pronta per essere testata sugli esseri umani e afferma che il processo sarà utilizzato per sempre. L’obiettivo della modificazione genetica, Jacob ha detto, “è sempre stato quello di affrontare i problemi che attualmente affliggono la società umana”.