Science & Poetry

Ecco tutti gli animali clonati, dalla pecora Dolly fino alla puledra Prometea:

Tecnicha di Clonazione

Documento sulla clonazione animale 

Elaborato da D. Matassino - B. Biolatti - R. Azzaro P.

Rivisto e approvato dalla Commissione di Studio sulla Bioetica del Cnr nel Novembre 1998

La Commissione di Studi sulla Bioetica del CNR, nell'accentrare la sua attenzione sulla clonazione animale, non intende sottovalutare l'importanza dei problemi etici che si pongono di fronte alle manipolazioni genetiche riguardanti l'essere umano. Ma è difficile sostenere anche per gli animali la teoria dell'inviolabilità dell'unicità biologica e della identità individuale caratteristica di ogni soggetto, come viene proposta per l'uomo.

I nuovi grandi interrogativi scientifici di natura biologica, posti anche dalle recenti sperimentazioni sulla clonazione animale, evidenziano la necessità di acquisire nuove conoscenze. Proprio per questo motivo, a parere unanime della Commissione di Studi sulla Bioetica del CNR, è il momento di procedere a una emanazione di documenti legislativi sulla clonazione animale.

Attualmente si è nella completa impossibilità, in Italia, sia di verificare e valutare tutti i possibili risvolti degli esperimenti, sia di condurre ricerche in grado di rispondere a alcuni quesiti fondamentali, come per esempio:

a) le profonde differenze comportamentali biologiche fra le diverse specie studiate;

b) la perdita della totipotenza di una cellula non è più da considerare un fenomeno irreversibile?

c) si potranno avere differenze dei cloni ottenuti, in relazione al sesso del donatore?

d) l'età del donatore può influenzare l'attesa di vita del clone?

e) in che misura il genoma svolge un ruolo di programma o di archivio delle informazioni?

f) il genoma svolge un ruolo di 'interprete' o anche di 'operatore'?

g) la 'memoria' di una cellula somatica ha significato biologico se si evolve in nuovo individuo? La clonazione insomma ci permette di aumentare le nostre conoscenze sui meccanismi di base della differenziazione.

Non si può gestire la ricerca con Decreti continuamente prorogati. il problema interessa non soltanto il Ministero della Sanità ma anche i Ministeri delle Politiche Agricole e della Ricerca Scientifica e Tecnologica.

Servono, quindi, almeno tre leggi: una che riguardi la clonazione umana, una che regolamenti la clonazione animale, e una che interessi gli animali e le piante transgenici [patrimonio genetico modificato o organismi geneticamente modificati (OGM)].

Nella direzione di favorire la ricerca anche attraverso la clonazione animale, ma non quella umana, si è espresso come è noto il Consiglio d'Europa, nel Protocollo addizionale alla Convenzione per la protezione dei Diritti dell'Uomo e la Dignità dell'essere umano riguardo le applicazioni della biologia e della medicina, circa la proibizione della clonazione di esseri umani (edizione provvisoria); posizione ribadita anche nella Direttiva del Parlamento e del Consiglio relativa alla protezione giuridica delle invenzioni biotecnologiche, approvata il 12 maggio 1998 dal Parlamento europeo.

In tal senso si è pronunciato anche il Comitato Nazionale per la Bioetica italiano, nel documento su La clonazione, nel quale "...si ritiene che il problema debba essere inquadrato nelle sue reali dimensioni e ricondotto entro i limiti tecnico scientifici dettati dalla sperimentazione in corso sugli animali. Si potrà così dimostrare che gli esperimenti di Wilmut, più che condurre alla clonazione nell'uomo, aprono straordinarie possibilità di ricerca nel campo della biologia e della genetica e offrono il mezzo per rendere più efficiente, più rapida ed economica la produzione di animali geneticamente modificati".

Come è noto, sin dalla metà degli anni '80 si realizzò la possibilità di produrre proteine umane con il latte di animali geneticamente modificati, cosiddetti "animali transgenici", realizzati con l'inserimento di frammenti di DNA (geni) in oociti appena fecondati. La prima proteina fu commercializzata dalla PPL Therapeutics che, nata nel 1987, ha portato il suo attuale valore di mercato a 120 milioni di sterline grazie alla produzione e alla sperimentazione di proteine umane e in particolare a "Tracy" (una pecora transgenica che produceva 35 g per litro di latte della proteina umana "alfa-1-antitripsina", una proteina attualmente in sperimentazione per la cura della fibrosi cistica).

Tra l'altro, non sono state fornite comunicazioni scientifiche esaurienti sull'esperimento, reso pubblico il 23.2.1997, che ha dato vita a Dolly (la pecora nata, secondo il ricercatore Wilmut, dalla clonazione di una cellula adulta). E' noto anche il caso di Polly, la pecora geneticamente modificata; quest'ultima, nata da fibroblasti fetali portatori del transgene codificante per il fattore IX della coagulazione (la proteina carente negli emofiliaci di tipo B), dovrebbe essere in grado di produrre latte contenente tale fattore.

L'utilizzazione di animali transgenici è ampia: una molto suggestiva riguarda, ad esempio, la possibilità di xenotrapianto da animali, gli organi dei quali siano stati resi geneticamnete compatibili con l'organismo umano. Purtroppo nell'ottenere un animale transgenico la percentuale di successo si riduce al 2-3% dei casi, con evidente dispendio di denaro e con la soppressione di un gran numero di animali; mentre ricorrendo alla clonazione, si potrebbe riprodurre un numero teoricamente infinito di copie di questi soggetti, rendendo l'operazione più economica e favorendo la diffusione ad ampie fasce della popolazione umana dei potenziali benefici.

I ricercatori guardano con interesse alle nuove importanti prospettive di ricerca sul genoma, quali ad esempio gli studi sull'invecchiamento o sull'insorgenza dei tumori conseguenti all'effetto delle mutazioni alle quali il DNA va incontro nel corso della vita degli individui, oppure la messa a punto di nuovi sistemi di terapia genica basati sulla maggiore comprensione dei meccanismi di riprogrammazione cellulare e dei sistemi di controllo dell'espressione genica, per esempio nella prevenzione dei tumori. Le applicazioni pratiche della clonazione con cellule di soggetti adulti, attraggono gli interessi dell'industria biotecnologica, ma dal punto di vista scientifico non pochi sono i ricercatori che attendono risposte persuasive. Confermato il successo di tali ricerche, soggetti dotati di genoma dalle caratteristiche specifiche (ottenute sia mediante tecniche di ingegneria molecolare che mediante selezione naturale) potranno essere riprodotti e moltiplicati in un gran numero di copie identiche. Sarà possibile ottenere linee stabili di animali transgenici, o trasferire con facilità linee pregiate di animali negli allevamenti zootecnici. Inoltre, modificando la composizione proteica del latte, sostituendo una o più proteine animali con proteine umane, si pensa di produrre grandi quantità di proteine utilizzabili nella terapia di svariate malattie o di risolver problemi di nutrizione dei neonati prematuri. Altre applicazioni si prevedono nella messa a punto di modelli animali per lo studio delle malattie dell'uomo oppure nella terapia cellulare di alcune malattie, tra le quali il morbo di Parkinson o le leucemie, dove le stesse cellule del malato verrebbero riprogrammate e riconvertite nel tipo cellulare desiderato, quindi reintrodotte nel paziente per la terapia.

Sugli xenotrapianti si è avviata un'importante discussione; riguardo gli aspetti scientifici, molti lati sono tuttora oscuri, quali, ad esempio, la possibilità di trasmissione di malattie virali veicolate con il genoma o la compatibilità fisiologica degli stessi organi in specie diverse, ma altrettanto forti sono le speranze di successo. Dal punto di vista etico, perciò, è chiaro che si impone l'avanzamento delle ricerche sebbene con cautela, fino alla piena conoscenza di tutti gli effetti connessi con questa sperimentazione e i fenomeni correlativi, in modo da poter poi estendere all'uomo, con ragionevoli margini di sicurezza, l'auspicata sperimentazione dello xenotrapianto.

Tutti questi temi vanno inquadrati nel più vasto ambito di un nuovo approccio nei confronti della politica scientifica: l'utilità dell'uso di risorse genetiche come fattore di produzione sarà sempre più una variabile importante, se non determinante, della competizione e dell'armonizzazione economica fra i sistemi produttivi territoriali e internazionali.

Tra le finalità degli interventi in campo genetico tramite la clonazione animale, si possono ricordare: l'acquisizione di nuove conoscenze scientifiche di base, come per esempio "chiarire i meccanismi dei processi di sviluppo e del differenziamento normale e patologico", valutando anche le eventuali nuove esigenze degli animali clonati, il monitoraggio deei quali può rivestire un interesse scientifico; le finalità produttive e terapeutiche (attraverso il trasferimento di DNA umano su animali o su microrganismi, per i trapianti); le finalità conservative (per salvaguardare e riprodurre le specie di particolare interesse naturale) ed, infine, le finalità alterative e migliorative (nuove forme di vita animale).

E' vero che per condurre questi esperimenti bastano, salvo qualche piccola integrazione, laboratori di ricerca piuttosto semplici e di uso corrente; ma nessuno auspica un'apertura indiscriminata alla clonazione animale, senza aver attentamente studiato ed escluso eventualli ricadute negative a livello di equilibrio ambientale.

Nei limiti di quella prudenza che fa parte di una seria metodologia scientifica, la clonazione può essere considerata una biotecnica innovativa da valutare positivamente nella ricerca e nella produzione di animali, purché sia utilizzata e gestita correttamente per il raggiungimento di obiettivi chiari ed utili, specialmente in zootecnia.

Soltanto la ricerca può chiarire se vi siano o meno effetti negativi sulla durata della vita riproduttiva e produttiva di cloni nati da cellule somatiche di soggetti dalle prestazioni note (nel qual caso sarà possibile incrementare la replicazione dei soggetti più produttivi); sarà inoltre possibile studiare le nuove esigenze degli animali clonati, effettuando un monitoraggio delle loro condizioni di omeostasi.

Esistono indubbiamente dei requisiti etici da considerare per la clonazione animale:

1. Il rispetto delle norme vigenti sulla sperimentazione animale, come è stato sottollineato dalla Commissione di Studi sulla Bioetica già nel 1992 con un Documento sulla sperimentazione animale. Nel caso particolare, si tratta anche di evitare di "causare stress eccessivo e dolore nell'animale, con le tecniche impiegate per produrre cloni quali ad es. la superovulazione e la laparotomia").

2. La valutazione dei rischi sanitari e dei costi/benefici nell'ambito della biodiversità (i pericoli collegati alla selezione spinta di soggetti con caratteristiche riproduttive elevate, ma che possono veicolare caratteri indesiderati, che sarebbero anch'essi perpetuati in vaste popolazioni animali; ad esempio, nei bovini a elevata produzione lattea la durata della vita riproduttiva è più breve e sono comuni la predisposizione alle lesioni podaliche, alla mastite e alle malattie metaboliche nonché una maggior sensibilità alle temperature elevate).

3. Non va trascurata la valutazione costi/benefici in termini economici e delle ricadute sulla collettività, né la valutazione di un'equa ripartizione delle risorse tecnologiche, onde non risultino svantaggiate le aziende che operano con metodi tradizionali (per esempio, la distribuzione degli embrioni clonati agli allevamenti potrebbe avvenire con le stesse modalità adottate ora per la inseminazione strumentale)

4. Da molti è espresso il timore che gli equilibri del sistema vengano alterati, le biotecniche innovative sinora applicate nel settore zootecnico, quali l'embrio-transfer, hanno contribuito a diffondere massivamente particolari razze animali sul globo, e queste inevitabilmente hanno condannato pressoché all'estinzione quelle autoctone, meno produttive ma dotate di forte capacità al costruttivismo sviluppatasi nei millenni; la clonazione avrebbe il potere di amplificare ulteriormente questa attitudine.

5. Con la clonazione la variabilità genetica che costituisce un carattere di forza delle popolazioni, si attenuerebbe; è fondamentale perciò prevedere sistemi di protezione della diversità genetica nell'ambito delle specie e delle razze animali che saranno coinvolte.

Conclusioni

Attualmente si è nella completa impossibilità, in Italia, sia di verificare e di valutare tutti i possibili risvolti degli esperimenti di clonazione animale finora attuati, sia di condurre sperimentazioni in grado di rispondere ad alcuni quesiti fondamentali della ricerca sul genoma, sulla terapia genica e delle risorse genetiche come fattore di produzione.

Si ribadisce la necessità di distinguere tre provvedimenti legislativi: 1)uno sulla clonazione animale; 2) uno sulla trangenia animale; 3) uno sulla clonazione umana.

Ferme restando le inderogabili regole già statuite per il benessere dell'animale, chi utilizza la clonazione di organismi viventi animali o vegetali per scopi scientifici, non deve essere costretto a chiedere ogni volta l'autorizzazione, ma dovrebbe bastare darne comunicazione all'autorità competente, con opportune spiegazioni sugli scopi e sui metodi adottati nella ricerca.

(D.Matassino - B.Biolatti - R.Azzaro P.)

parole chiave

clone: qualunque insieme di cellule tutte derivanti per mitosi da una singola cellula.

clonazione: riproduzione agamica, naturale e non, di individui (o cellule o geni) geneticamente identici tra loro. Tale riproduzione avviene tramite fissione gemellare (una singola ovocellula fecondata viene divisa dando luogo a due individui identici, tipo gemelli monozigotici) o con il trasferimento di un nucleo (l'ovocellula viene privata del suo nucleo sostituendolo con il nucleo prelevato da una cellula somatica differenziata, opportunamente manipolata, di un altro individuo della stessa specie) o con il trasferimento di un blastomero (cellula di embrione allo stato di morula) o di una cellula staminale embrionale.

costruttivismo: gli organismi tendono più a partecipare attivamente alla costruzione (composizione) di un determinato microambiente (ad es. microagroecosistema), che non ad adattarsi modificando passivamente se stessi (Matassino, 1996).

biodiversità: la diversità biologica, considerata come un bene culturale fondamentale, necessità di studi e di ricerche per individuare strumenti, metodi e procedure di salvaguardia, catalogazione, conservazione ed eventuale utilizzazione della stessa.

NOTE

In generale è ampiamente condiviso il principio morale della indisponibilità di ogni individuo umano, nel senso che esso non può essere "messo a disposizione" di nessuno, principio abitualmente espresso dall'imperativo che nessun individuo umano può essere trattato esclusivamente come mezzo": Comitato Nazionale per la Bioetica, La clonazione, par.3.2., p.34.In via preliminare, per evitare equivoci nelle definizioni, è opportuno distinguere tra i fenomeni che avvengono in natura e quelli prodotti dall'uomo: è clone un bulbo pilifero o un tumore, ma anche una colonia di un batterio e quindi anche quella di un batterio che contenga, magari in un vettore, un gene inserito (ed è per questa via che si può dire che un gene è stato clonato. La clonazione di geni è quindi un prodotto di ricerca che manipolando il contenuto genetico di una cellula (ad esempio un batterio), sfrutta la formazione naturale di un clone (colonia) batterico per ottenere un clone di un gene (cioè copie multiple identiche di quel gene). La clonazione di un individuo multicellulare è fenomeno da tenere distinto. Definire un gemello come clone dell'altro è un po' forzato, anche se il risultato finale è costituito da due o più gemelli "monozigoti" (termine da preferire a "monovulari", per sottolineare l'identità di uovo e spermatozoo) che sono geneticamente identici. Altra cosa è clonare un individuo adulto partendo dal nucleo di una sua cellula somatica: e qui è la novità, perchè questa cellula è molto diversa da uno zigote (L.Terrenato).

Cfr. D.MATASSINO, Problematiche e applicazioni della clonazione degli animali in produzione zootecnica, in I Georgofili Quaderni, n.6, 'Rivoluzioni biotecnologiche in Agricoltura', Studio Editoriale Fiorentino, Firenze 29, 1997, p.22.

Posizione Comune (CE) N. /98 definita dal Consiglio il 26 febbraio 1998 in vista dell'adozione della direttiva 98/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio sulla protezione giuridica delle invenzioni biotecnologiche (Bruxelles, 3 marzo 1998); in particolare nell'Articolo 6, par.1, "sono escluse dalla brevettabilità le invenzioni il cui sfruttamento commerciale è contrario all'ordine pubblico o al buon costume (...) in particolare: a) i procedimenti di clonazione di esseri umani; b) i procedimenti di modificazione dell'identità genetica germinale dell'essere umano; c) le utilizzazioni di embrioni umani a fini industriali e commerciali; d) i procedimenti di modificazione dell'identità genetica degi animali atti a provocare su di loro sofferenze senza utilità medica sostanziale per l'uomo o l'animale, nonché gli animali risultanti da tali procedimenti"(ivi).

Comitato Nazionale per la Bioetica, La clonazione, 1998, Premessa, p.13. B.BIOLATTI Ivi, p.17.

Comitato Nazionale per la Bioetica, La clonazione, ivi.

"L'impiego del trasferimento di nucleo (TN), come biotecnica per la salvaguardia e la moltiplicazione dei tipi genetici in via di estinzione o di popolazioni a limitata diffusione, risulta estremamente importante se non irrinunciabile": D.Matassino, Problematiche e applicazioni della clonazione degli animali...cit., p.25. Almeno per i prossimi anni sarà la strategia da sviluppare per utilizzare il potenziale produttivo delle risorse genetiche, anche ai fini dell'alimentazione. La disponibilità di cloni geneticamente identici permetterà di studiare gli effetti di una vasta gamma di fattori ambientali sulle prestazioni riproduttive e produttive degli animali in produzione zootecnica, in relazione ai diversi ambienti di allevamento. Le cellule coltivate da trasferire in citoplasti possono essere utilizzate per produrre soggetti transgenici che, a loro volta, potranno essere clonati. Questa linea operativa potrà svolgere un ruolo importante per la produzione sia di organi da trapiantare sia di molecole di elevato valore biologico per l'uomo. Una grande disponibilità di cellule embrionali staminali (embryonic stem, ES) costituisce una naturale opportunità per modificare alcune funzioni genetiche degli animali in produzione zootecnica al fine di aumentare il livello quanti-qualitativo delle produzioni peculiari degli stessi. La produzione di animali identici di elevato valore genetico indurrebbe un maggiore progresso genetico. I risultati ottenibili porterebbero a innovazioni di processo e di prodotto per il miglioramento qualitativo e quantitativo delle produzioni animali, fornendo alle imprese zootecniche strumenti in grado di aumentare la loro competitività, anche con una maggiore razionalizzazione dei costi di produzione e controllo delle prestazioni produttive e riproduttive.

Consiglio Nazionale delle Ricerche, Commissione di Studi sulla Bioetica, Documento sulla sperimentazione animale, Ufficio Pubblicazioni e Informazioni Scientifiche, Roma, 1992, pp. 1 - 63. Biolatti, idem.

La Clonazione

L'esperimento di Campbell e Wilmut

Secondo chi l'ha inventata, la tecnica si addice meglio del semplice splitting agli animali più grandi di un topo. I ricercatori hanno prelevato un embrione di nove giorni, fatto circa di un centinaio di cellule, da una pecora gravida (a questo stadio le cellule non sono ancora differenziate, ma contengono i geni per l'informazione dell'intero individuo) e lo hanno messo in un terreno di coltura compartimentato, vale a dire formato da molte microconcavità: le cellule dell'embrione, moltiplicandosi, hanno quindi riempito i diversi spazi. In meno di una settimana gli scienziati hanno ottenuto migliaia di cellule identiche. Ad altre pecore femmine, hanno poi somministrato ormoni, in modo da ottenere ovuli maturi dalle loro ovaie, ai quali è stato tolto il corredo genetico, ma non l'intero apparato enzimatico e molecolare necessario per il suo sviluppo. Le cellule embrionali della coltura unite alle uova mature ma senza geni, sottoposte a una corrente elettrica, si sono fuse le une con le altre, iniziando a dividersi in nuovi embrioni, che sono quindi stati singolarmente impiantati nell'utero di nuove femmine, per il completamento della gravidanza. L'efficienza è stata bassa, tanto che su 250 embrioni, solo 2 sono sopravvissuti, ma i ricercatori hanno cantato il loro successo, nonostante le accese proteste da parte di oppositori, che sostengono l'inutilità e la discutibilità dell'esperimento.

A Lui