LE BIOTECNOLOGIE - TECNOLOGIA DEL DNA RICOMBINANTE, SETTORE AGRO-ALIMENTARE, ALCUNE APPLICAZIONI DEL DNA RICOMBINANTE, IL PRESENTE DELLE BIOTECNOLOGIE

LE BIOTECNOLOGIE

La terapia genetica umana, che fino a pochi anni fa sembrava un'utopia, è diventata una realtà. In questi ultimi anni ci sono state moltissime scoperte, che sono state rese possibili dalla tecnologia detta del DNA ricombinante. Nelle ricerche sul DNA ricombinante (dette anche di ingegneria genetica o biotecnologia) segmenti di molecole di DNA prelevati da fonti diverse vengono modificati, ricombinati e poi inseriti in altre cellule dove avviene l'espressione dei geni portati dal DNA modificato

TECNOLOGIA DEL DNA RICOMBINANTE

TAPPE NECESSARIE:

• Avere segmenti abbastanza piccoli da essere analizzati e manipolati
• Avere grosse  quantità di questi piccoli segmenti
• Conoscere la sequenza nucleotidica di questi segmenti
• Essere in grado di identificare i segmenti specifici presi in considerazione.

Come avere segmenti piccoli
Nei batteri sono presenti degli enzimi che tagliano le molecole estranee di DNA in piccoli segmenti prima che vengano duplicati o trascritti (in tal modo dei batteri risultano immuni a particolari virus). Questi enzimi vennero chiamati enzimi di restrizione.
Brevi segmenti di DNA possono essere ottenuti per trascrizione dell'mRNAin DNA mediante l'enzima trascrittasi inversa (enzima che permette di passare dall'mRNA in DNA), oppure spezzando le molecole di DNA con l'impiego degli enzimi di restrizione.
Differenti enzimi di restrizione tagliano il DNA in differenti sequenze nucleotidiche specifiche. Invece di tagliare le molecole in maniera netta, alcuni enzimi di restrizione lasciano delle estremità coesive. Un qualsiasi DNA tagliato con questi enzimi può essere facilmente attaccato a un'altra molecola di DNA tagliata dallo stesso enzima.  La scoperta degli enzimi di restrizione ha reso possibile lo sviluppo della tecnologia del DNA ricombinante.

Come avere tanti piccoli segmenti
Per produrre grosse quantità di segmenti di DNA identici vengono utilizzate due tecniche: la clonazione del DNA e la reazione a catena della polimerasi (PCR).
Nella clonazione i segmenti da copiare sono introdotti nelle cellule batteriche per mezzo di plasmidi, cioè frammenti di DNA autoduplicante che può anche essere trasportato da batterio a batterio, e di batteriofagi, i quali funzionano da vettori, portando il frammento di DNA dentro il batterio.  Una volta dentro la cellula batterica, il plasmide ed il DNA estraneo, che esso porta con sé, si duplicano.
Questo metodo risultò essere un ottimo modo per produrre grandi quantità di sostanze in poco tempo.
La reazione a catena della polimerasi, scoperto da Mullis nel 1983, è un processo molto più rapido, ma richiede una maggiore conoscenza del segmento che deve essere copiato.

Come conoscere la sequenza nucleotidica
La disponibilità di copie multiple rende possibile, a sua volta, determinare l'esatto ordine con cui sono collegati i nucleotidi di un segmento di DNA.  Combinando le sequenze di gruppi di brevi segmenti prodotti dai vari enzimi di restrizione, che tagliano la stessa molecola di DNA in diversi modi, i biologi molecolari possono determinare la sequenza completa di un lungo segmento di DNA (quale un intero gene).

Come identificare i segmenti
Segmenti di DNA da studiare possono essere individuati tramite l'ibridazione dell'acido nucleico, o usando sonde a filamento unico marcate con isotopi radioattivi oppure mediante coloranti fluorescenti. La tecnica dell'ibridazione è basata sulla capacità presentata da un singolo filamento di RNA o di DNA di combinarsi (o ibridarsi) con un altro filamento che ha una sequenza nucleotidica complementare.

ALCUNE APPLICAZIONI DEL DNA RICOMBINANTE

Sono sempre più vaste le applicazioni biotecnologiche: dalla produzione di enzimi e anticorpi monoclonali, alla commercializzazione di tecnologie di ingegneria genetica applicata a cellule, piante ed animali.
Si possono, in generale, distinguere alcuni importanti settori di applicazione delle biotecnologie:

FARMACI
Con la tecnica del DNA ricombinante si possono ottenere ormoni, proteine e anticorpi monoclonali. Tra le più note sostanze prodotte ci sono l'insulina, l'ormone della crescita e l'interferone. Proprio l'insulina fu la prima ad essere prodotta con il metodo della clonazione del DNA. Negli Stati Uniti si incominciò appunto la produzione di questo ormone nel 1982 utilizzando come batterio produttore l'Escherichia coli.
Queste scoperte hanno consentito all'industria la produzione di sostanze su larga scala a costi ridotti, la possibilità di migliorare l'efficacia di farmaci già in uso e l'ottenimento di prodotti altamente purificati e privi di contaminanti allergenici o biologici. Attualmente sono circa 500 i farmaci ottenuti con le biotecnologia e quasi altrettanti in fase di avanzata sperimentazione.

SETTORE AGRO-ALIMENTARE
Già da diversi anni, inserendo geni estranei nel patrimonio genetico di alcune piante, si sono ottenute varietà di prodotti della terra che maturano più in fretta o più lentamente e che sono resistenti a freddo, siccità, pesticidi e insetti. Anche per gli animali si sono ottenuti risultati simili con produzione, ad esempio, di carne o latte di migliore qualità per mezzo di animali 'transgenici', cioè contenenti nelle cellule della linea germinale un patrimonio genetico modificato.

TERAPIA GENICA
Si basa sulla possibilità di trasferire geni per correggere, attivare, disattivare un gene difettoso ovvero di inserirne uno mancante. Il potenziale appare enorme ma i benefici concreti sembrano ancora lontani. Queste applicazioni rappresentano quasi certamente il futuro della ricerca biotecnologica nel mondo.

VACCINI
Si possono ottenere vaccini più sicuri ed efficaci eliminando quelle parti del batterio o del virus responsabili di eventi collaterali indesiderati; si evita di manipolare batteri o virus patogeni; si aggira l'ostacolo rappresentato da quegli organismi che è difficile o impossibile far crescere in culture cellulari (è il caso del virus dell'epatite B). Una volta individuato il segmento della proteina batterica o virale che agisce da antigene, viene isolato il frammento di DNA che lo codifica lo si clona all'interno di un microrganismo non patogeno per ottenere quantità ragguardevoli.
Il primo vaccino ricombinante è stato quello della rabbia, ottenuto negli Stati Uniti nel 1986.

ALTRE APPLICAZIONI
Altri settori di applicazione delle biotecnologie sono i test genetici, la creazione di animali transgenici per trapianti e clonazione nonché le applicazioni nel settore energetico-ecologico.

IL PRESENTE DELLE BIOTECNOLOGIE

E' forse un po' difficile parlare di future prospettive della genetica perchè è una scienza in così veloce evoluzione che diventa complicato definire quale possa essere il futuro prima che non sia già diventato presente.

PROGETTO GENOMA

'Il codice genetico umano è paragonabile a un testo di tre migliardi di caratteri, qualcosa come cinquemila libri. Ma con qualche ina di grande interesse là dove si incontrano i centomila geni che controllano ogni minimo particolare del nostro organismo: dalla struttura del cervello al colore dei capelli.
Quando si è incominciato a parlare del Progetto Genoma, due ricercatori erano in grado di analizzare, in media, 500 basi al giorno. Con questo ritmo ci sarebbero voluti centomila anni-uomo per portare a termine l'impresa. Nel 1988 il lavoro è stato effettivamente attivato e le cose andavano già meglio: si potevano analizzare frammenti di 50 mila basi, accellerando di 40 volte tutto il processo. Ai ricercatori italiani è stata affidata la lettura del cromosoma sessuale X, una zona contenente circa 50 milioni di basi, piccola, ma molto significativa perchè molto ricca di geni.'
 

Renato Dulbecco,
Premio Nobel per la medicina e promotore del
Progetto Gnoma Umano

BIOETICA
La bioetica è la scienza che discute l'etica in ambito biologico-medico.
Per capirla bisogna però cononoscere la sua storia.

La bioetica come rinnovata tradizione etica

Sebbene l'etica abbia sempre rappresentato un momento irrinunciabile per la prassi del medico, tuttavia da circa venti anni si assiste ad un rinnovato impegno nella riflessione etico-filosofica nel campo medico. Tale riflessione, presente a tutti i livelli, particolarmente rigogliosa nell'etica applicata al mondo biomedico, tanto da coniare un termine: Bioetica, che rappresenta la scienza e il suo campo d'applicazione. Può essere utile sintetizzare le tappe salienti del cammino della Bioetica, evidenziandone la formazione razionale e gli obiettivi principali.
La nascita della Bioetica affonda le sue radici ideologiche nelle rovine della II^a Guerra Mondiale.
La tragedia di proporzioni etarie e gli orrendi crimini, a cui l'uomo era giunto, stimolarono le coscienze ad una profonda riflessione, nel tentativo di stabilire delle frontiere di etica e di comportamento, che valessero per ogni uomo e in ogni momento storico. Si moltiplicano e si fanno più pressanti, da quel momento in avanti, le dichiarazioni di vari Organismi internazionali che enunciano i diritti inderogabili di ogni uomo:
'ogni individuo ha diritto alla vita, alla libertà e alla sicurezza della persona'
recita l'articolo n 3 del 10/10/1948.
Così la Dichiarazione di Helsinki del 1964 sulla 'sperimentazione' sull'uomo e la dichiarazione di Tokio sulla tortura contribuiscono a creare una normativa sulla prassi medica, i diritti dell'uomo e l'esercizio della medicina. Contemporaneamente a questo filone di tipo 'giuridico' nasce una riflessione filosofica tesa a giustificare la razionalità e la eticità delle proposizioni affermate. Non è sufficiente, infatti, enunciare i diritti dell'uomo per  volontà di maggioranza, ma è necessario giustificarli con un'indagine filosofica: in altre parole, non basta affermare il diritto alla vita, ma occorre la 'filosofia' del diritto alla vita.
Lo sviluppo tumultuoso della medicina e, in una panoramica più ampia, le scoperte scientifiche nel campo dell'energia atomica hanno dato all'uomo una potenziale capacità di modificare la vita del pianeta e provocare la distruzione del suo stesso genere.
Il quadro spazio-temporale della vita è scoppiato, mentre d'altra parte emergono situazioni patologiche radicalmente nuove che minacciano in maniera decisiva l'identità biologica e talvolta la stessa identità spirituale dell'uomo.
Tali situazioni hanno acuito l'esigenza di un'etica in campo biomedico, fondata sulla ragione e sul valore obiettivo della vita e della persona.
Nella Chiesa cattolica Pio XII da'un impulso decisivo al rapido sviluppo di una morale medica in grado di affrontare i nuovi problemi etici che sorgono nella pratica della medicina. Le soluzioni morali proposte dal Pontefice benchè rivolte, di per sè, solamente ai fedeli hanno spesso trovato accoglienza anche al di là dei confini ecclesiali, contribuendo alla maturazione di una situazione culturale mondiale che approfondisce le problematiche dell'azione dell'uomo sull'uomo in campo biomedico.
Si impone quindi la Bioetica: termine coniato da Van Resselaer Potter nel 1970. Potter aveva rilevato che in passato l'etica, intesa come riflessione sui valori umani e sulle caratteristiche ideali dell'azione dell'uomo, era stata considerata un settore degli studi umanistici, destinata ad essere relegata, per lo più, all'interno di dispute filosofiche.
Lo sviluppo raggiunto dalle biotecnologie imponeva ora di far uscire l'etica dallo splendido ma sterile isolamento teorico, per coniugarla con la realtà e la prassi del fatto biologico. Per Potter, quindi, la bioetica cerca di migliorare tutto l''ecosistema'.
Egli intende questo vocabolo come criterio al quale l'uomo si deve riferire nella determinazione dei valori morali.
La bioetica, nell'idea del suo fondatore, dunque, rappresenta un tentativo di sanare la separazione tra scienza della natura (biologia) e scienza dello spirito (etica), per prospettare un avvenire vivibile per l'uomo e tracciare un 'ponte verso il futuro'.
Se ciò rappresenta la bioetica secondo Potter si deve aggiungere che il 'movimento' bioetico nasce ancora prima di lui.
Nella seconda metà degli anni 60 alcuni studiosi statunitensi: il filosofo cattolico Daniel Callahan, il ginecologo cattolico di origine olandese Andrè E. Hellegers e il teologo protestante Paul Ramsey approfondiscono i temi etici dell'aborto e della santità della vita, contribuendo fortemente alla rinascita del'etica medica.
Nel 1969 D. Callahan co-fonda un nuovo centro di ricerca a Hastingson-Hudson, (New York:The Hastings Center che è il primo Istituto per la Società, l'Etica e le Scienze della vita.
Esso si propone, al di là di qualsiasi ideologia e religione, di affrontare e fornire una soluzione alle questioni etiche emerse con le nuove conquiste in campo biomedico.
The Hastings center si contraddistingue per il forte proposito politico-pedagogico.
Intende educare il grande pubblico alle implicanze morali delle innovazioni scientifiche in medicina e all'etica professionale in tutti i campi dell'attività umana organizzata.
Alla fine degli anni '60 il passaggio di A. Hellegers alla Georgetown University e la presenza di P. Ramsey nella stessa sede, con il compito di fare ricerca sull'etica medica, sfociano nella fondazione, nel 1971, del The Kennedy Institute of Ethics presso la Georgetown University di Washington.
L'Istituto si propone di promuovere una concezione di bioetica, intesa come 'antropologia morale' fondata sulla  ricerca di ciò che è universalmente umano, e concretizza la ricerca nella Encyclopedia of Bioethics,  pubblicata nel 1978: il più completo e autorevole strumento per chi si occupi di temi bioetici.
Da allora questa 'disciplina' nuova è stata introdotta nelle Università. Dapprima, nel 1973, nella stessa Georgetown University di Washington dove è iniziato il primo programma di educazione graduale in bioetica in collaborazione con il dipartimento di filosofia.
Nel 1985 è stata istituita in Italia la prima cattedra di Bioetica presso la Facoltè di Medicina e Chirurgia dell'Università Cattolica di Roma.
L'autorevole Encyclopedia of Bioethics, New York 1978, definisce la bioetica come 'lo studio sistematico della condotta umana nell'ambito della scienza della vita e della cura della salute, in quanto questa condotta è esaminata alla luce dei valori morali e dei principi'.
La bioetica si può concepire allora come 'quella parte della filosofia morale che ha per oggetto e ambito l'intervento dell'uomo sull'uomo in campo biomedico'.
Si tratta quindi di un'elaborazione razionale che riguarda l'aspetto etico (il lecito e il non-lecito) nel vasto e importantissimo campo delle scienze mediche.

Comitato Nazionale per la Bioetica

Il Comitato Nazionale per la Bioetica è stato istituito con decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri il 28 marzo 1990. L'istituzione del CNB ha fatto seguito alla risoluzione n. 6-00038, approvata il 5 luglio 1988 dall'Assemblea della Camera dei Deputati al termine di un dibattito «sui problemi della vita» e nella quale il governo veniva impegnato a promuovere un confronto, anche a livello internazionale, sullo stato della ricerca biomedica e dell'ingegneria genetica internazionale nella prospettiva del rispetto della libertà e dignità umana. A tal fine veniva predisposta l'istituzione di un apposito comitato in grado di formulare indicazioni per possibili atti legislativi.

 La composizione del Comitato Nazionale per la Bioetica si avvale di studiosi provenienti da diverse aree disciplinari in coerenza con la natura intrinsecamente pluridisciplinare della bioetica. Tale composizione ha subito, nel corso degli anni, diverse variazioni fino a trovare quella attuale in seguito al DCPM del 16 dicembre 1994.

Il Comitato è altresì dotato di un proprio regolamento interno nel quale vengono precisate le funzioni del Presidente, quelle dei Vice presidenti nonché le norme atte a disciplinare l'attività interna e le competenze dell'organico. Il Consiglio di Presidenza (composto dal Presidente e dai Vice presidenti) definisce il programma di attività del CNB. Per lo studio di questioni bioetiche di particolare rilievo il Comitato prevede l'istituzione di Gruppi di Lavoro. Tale regolamento adotta, inoltre, la norma del più ampio rispetto delle opinioni dissenzienti in base alla quale ciascun membro può chiedere l'inserimento, in appendice ai documenti approvati, di proprie precisazioni e/o integrazioni fino alla formulazione di relazioni alternative al documento stesso.