A che punto siamo con la clonazione

Venti anni fa in un laboratorio di Edimburgo in Scozia nacque Dolly, la pecora destinata a diventare uno degli animali più famosi di tutta la storia della Scienza. L’annuncio della sua nascita fu dato nel febbraio dell’anno seguente, il 1997: per la prima volta un gruppo di ricercatori era riuscito a clonare un animale da un altro esemplare, usando una sua cellula adulta. La notizia sorprese la comunità scientifica, finì sulle prime pagine di tutti i giornali del mondo e per mesi la prima pecora clonata della storia fu il principale argomento di conversazione, con analisi sulle implicazioni etiche e scientifiche di un simile progresso. Oggi, a distanza di 20 anni dalla sua nascita e di poco più di 13 dalla sua morte, possiamo dire che la storia di Dolly ha avuto un’influenza importante nello studio della genetica e delle cellule staminali, senza mettere a rischio l’umanità come sostennero i più allarmati e apocalittici di fine secolo.

La storia di Dolly
Nella seconda metà degli anni Novanta, Sir Ian Wilmut, Keith Campbell e i loro colleghi del Roslin Institute dell’Università di Edimburgo lavoravano a un modo per sfruttare l’apparato mammario di un animale per produrre particolari proteine per trattare alcune malattie, una strada che sarebbe stata poi abbandonata grazie allo sviluppo di sostanze alternative artificiali. Per il loro test utilizzavano cellule staminali embrionali e fetali, che hanno la capacità di evolvere in vari tipi di tessuto (multipotenti), per produrre cloni seguendo tecniche già sperimentate con successo, da quando negli anni Cinquanta erano state clonate per la prima volta alcune rane.

Il gruppo di ricerca di Wilmut aveva organizzato alcuni test di controllo, da eseguire in parallelo con quelli classici con gli embrioni, utilizzando però cellule adulte e già sviluppate, senza pensare che potessero portare da qualche parte. Con loro sorpresa, invece, i ricercatori ottennero un clone perfetto dell’animale da cui avevano prelevato campioni di cellule adulte, un risultato senza precedenti nelle tecniche di clonazione.

Dolly nacque il 5 luglio del 1996 e fu tenuta sotto stretta osservazione fino al febbraio dell’anno seguente, quando ne fu ufficializzata l’esistenza al mondo. I ricercatori scelsero di chiamarla come la cantante statunitense Dolly Parton, per via della sua voce e soprattutto della sua procacità: le cellule adulte usate per clonare la pecora erano state ottenute dalle ghiandole mammarie dell’animale che sarebbe stato replicato. Wilmut in seguito spiegò di avere scelto Dolly Parton: “Non per mancarle di rispetto o per mancare di rispetto in generale alle donne. La scienza e il modo in cui viene presentata talvolta appaiono terribilmente seri: penso fu una buona idea, contribuì a renderci più umani”.

La pecora Dolly trascorse la sua intera vita presso il Roslin Institute, raggiunta la maturità sessuale fu fatta accoppiare con un montone, dal quale ebbe l’agnello Bonnie nell’aprile del 1998; l’anno seguente ebbe altri due figli e tre ancora l’anno dopo. Nel 2001 i ricercatori notarono che Dolly si muoveva a fatica a causa dell’artrite e iniziarono a somministrarle farmaci antinfiammatori. Il 14 febbraio del 2003, decisero di abbatterla per i persistenti problemi di artrite e per un tumore ai polmoni, causato dal retrovirus JSRV, una malattia piuttosto comune tra questo tipo di animali. La prima pecora clonata da una cellula adulta visse quindi 6 anni e mezzo circa, contro gli 11 – 12 di vita media dei suoi simili. Dalle analisi condotte sul suo cadavere, i ricercatori esclusero che le cause della morte prematura fossero legate alla clonazione: l’ipotesi prevalente è che la vita quasi sempre al chiuso, per motivi di sicurezza, abbia influito molto sulla sua salute e reso più probabile l’infezione polmonare.

Come fu clonata Dolly
In biologia, un clone è un organismo che ha lo stesso identico patrimonio genetico di un altro esemplare. In natura esistono diversi processi che portano alla clonazione, soprattutto nelle piante, in alcuni invertebrati e in alcuni organismi unicellulari. Clonare in laboratorio, come nel caso della pecora Dolly, vuol dire creare un nuovo essere vivente con le stesse informazioni genetiche dell’organismo di partenza. I ricercatori scozzesi ottennero questo risultato con un trapianto di nucleo da cellula somatica adulta, cioè da una cellula che fa parte di un tessuto e che fa una sola cosa a differenza di quelle non specializzate, che si formano nelle prime fasi di esistenza di un organismo.

Semplificando molto, nel nucleo di ogni cellula sono racchiuse tutte le informazioni genetiche di un organismo: le istruzioni di base per farlo funzionare e sviluppare. Il trasferimento di nucleo consiste nel prelevare queste informazioni da una cellula e di inserirle in un ovocita (la cellula uovo in uno stadio non completo), da cui è stato rimosso il nucleo originario. La cellula ibrida ottenuta viene stimolata, tramite una scossa elettrica, in modo che avvii la divisione cellulare in vitro, quindi fuori da un organismo vivente. La moltiplicazione delle cellule porta alla blastocisti, una delle prime fasi dell’embrione, e a questo punto è possibile procedere con il suo impianto nell’utero della madre surrogata che porterà avanti la gravidanza, fino alla nascita del nuovo individuo. In questo modo si ottiene un clone dell’organismo di partenza, a differenza di una normale fecondazione in cui sono messi insieme il patrimonio genetico della madre e del padre.

Cosa si dimostrò con Dolly
La clonazione della pecora Dolly fu molto importante perché dimostrò, per la prima volta in modo inequivocabile, che è possibile produrre un clone da una cellula adulta di un mammifero già specializzata. I ricercatori provarono che i geni che si trovano nel nucleo della cellula somatica sono in grado di tornare indietro, fino allo stadio in cui le cellule sono multipotenti, e hanno quindi la possibilità di evolvere in qualsiasi tessuto sia necessario per lo sviluppo dell’organismo.

Al netto degli allarmismi circolati nei mesi dopo le notizie su Dolly, soprattutto sui quotidiani e sulla stampa non specializzata, clonare un essere vivente complesso non è una cosa da poco e porta a numerosi insuccessi. Nel caso stesso degli esperimenti condotti presso il Roslin Institute, Dolly fu l’unico esemplare a svilupparsi e a sopravvivere fino all’età matura su 277 tentativi realizzati dai ricercatori. Il processo con cui si riprogrammano le cellule è complicato e porta a mutazioni impreviste nella fase embrionale, alla base della maggior parte degli insuccessi.

Cosa è cambiato dopo Dolly
La notizia della clonazione di Dolly portò a un ampio dibattito etico e scientifico sull’opportunità di condurre esperimenti per clonare gli organismi, e naturalmente ci fu chi ipotizzò un futuro nemmeno troppo lontano in cui sarebbe stato possibile clonare un essere umano, con implicazioni senza precedenti nella storia dell’umanità. A distanza di 20 anni, la clonazione umana continua a essere impossibile per gli altissimi rischi che comporta, senza contare il disinteresse nel farlo di buona parte della comunità scientifica, che si è semmai orientata a sfruttare le conoscenze nate intorno all’esperimento di Dolly per trovare nuove cure e terapie per migliorare la vita di milioni di persone.

È opinione piuttosto diffusa che la clonazione abbia influito notevolmente nello sviluppo della scienza che si occupa delle cellule staminali, cioè di quelle cellule non specializzate che possono essere programmate per svolgere funzioni diverse all’interno di un organismo. Le staminali sono considerate la nuova frontiera della medicina e, negli ultimi anni, sono stati raggiunti grandi progressi nel loro studio e nella loro sperimentazione. Il biologo giapponese Shinya Yamanaka, premio Nobel per la medicina nel 2012, ha spiegato a Scientific American di essersi appassionato allo studio delle cellule staminali e alla possibilità di farle derivare dalle cellule adulte proprio grazie alla pecora Dolly: “La pecora Dolly mi fece capire che la riprogrammazione del nucleo delle cellule è possibile anche nelle cellule dei mammiferi e mi ha incentivato a iniziare il mio progetto”.

Yamanaka è considerato uno dei massimi esperti mondiali di staminali: ha usato cellule adulte per farle tornare indietro nel loro percorso di sviluppo, allo stadio in cui non sono specializzate e si possono quindi trasformare in qualcosa di diverso. Queste cellule, dette “staminali pluripotenti indotte” (iPS), hanno permesso di esplorare una strada alternativa all’utilizzo delle cellule embrionali, eliminando quindi le preoccupazioni etiche e morali sollevate fino a qualche tempo fa per l’utilizzo di cellule derivate dalla distruzione di potenziali futuri esseri viventi (un tema enorme e di cui si dibatte da decenni, legato al concetto di “vita” e a quando si può applicare questo termine per un insieme di cellule in via di sviluppo in un organismo complesso). Le iPS sono diventate la base di buona parte della ricerca sulle staminali, e si ripongono grandi speranze per trattare malattie per ora incurabili e altamente invalidanti.

Clonazione umana
Secondo Wilmut potrebbe essere possibile clonare un essere umano, ma è convinto che sarebbe sbagliato e probabilmente pericoloso farlo. Dopo Dolly sono stati clonati altri tipi di animali, ma la tecnica si è rivelata inutile per la clonazione dei primati, per esempio. Altre soluzioni sviluppate negli ultimi anni potrebbero consentire di superare questi problemi, ma ce ne potrebbero essere comunque molti altri, legati per esempio a malformazioni e disfunzioni nella fase di sviluppo del feto. Sempre su Scientific American, Wilmut ha spiegato di essere molto contrario:

Solo perché ora potrebbe funzionare non significa che dovremmo farlo. La cosa più probabile è che ci sia un aborto spontaneo, o che ci siano nascite con anormalità. È stato già abbastanza stressante riscontrarlo con gli animali. Non vorrei essere la persona che deve guardare un bambino appena clonato negli occhi e dirgli “mi dispiace molto”.

I sistemi per intervenire sui singoli geni e provvedere ad alcune mutazioni hanno portato a risultati molto importanti, e si continuano a fare progressi. Wilmut, e altri ricercatori come lui, ritengono che saranno queste le soluzioni per curare molte malattie. La clonazione fine a se stessa non porterebbe, in questo senso, a particolari vantaggi, quindi ci saranno sempre meno motivi e incentivi per farvi ricorso.

Clonazione di altri animali
Dopo la pecora Dolly, altri centri di ricerca clonarono mammiferi come maiali, cavalli, tori e cervi utilizzando la stessa tecnica sviluppata in Scozia. Negli ultimi anni sono stati raggiunti ulteriori progressi che hanno ridotto i casi di malformazioni e aborti spontanei. In Cina, per esempio, nel 2014 un centro di ricerca ha annunciato di avere ottenuto una percentuale di successi intorno al 70 – 80 per cento. La clonazione dei maiali non avviene ancora su scala industriale, ma poco ci manca, e lo scopo per ora è principalmente di ricerca: avere batterie di animali geneticamente identici tra loro consente di fare test più accurati su alcuni principi attivi dei farmaci, per esempio, mentre altre tecniche per avere gruppi di maiali modificati geneticamente allo stesso modo consente di fare altre verifiche e valutare la reazione del loro organismo a particolari sostanze.

All’inizio di quest’anno si è parlato molto di un laboratorio nella Corea del Sud, che afferma di avere la capacità per creare fino a 500 nuovi animali ogni giorno. Il suo responsabile è un tipo controverso, accusato di avere falsificato uno studio sulla clonazione di un cane, ma gode comunque di un certo rispetto nel paese, anche in seguito ad alcuni progressi – questa volta verificati – nella clonazione di alcuni animali da compagnia. I suoi clienti pagano circa 100mila dollari per avere un clone del loro cane, quando questo muore o viene abbattuto perché gravemente malato.

Specie estinte e in pericolo
Da tempo si discute della possibilità di utilizzare le tecniche di clonazione per aumentare la popolazione di specie in pericolo e che rischiano l’estinzione. Il problema di fondo resta la difficoltà nello sviluppare tecniche che permettano di creare nuovi esemplari sani, modulando il loro patrimonio genetico in modo da incentivare poi una loro riproduzione naturale. Un’altra frontiera, che a molti ricorderà Jurassic Park, riguarda la clonazione di animali ormai estinti. In linea teorica è sufficiente avere del DNA ben conservato del nucleo di una cellula per avviare la clonazione, ma naturalmente nella pratica è tutto più complicato, anche perché trovare nuclei ancora integri e utilizzabili in vecchi tessuti è molto difficile.

All’inizio del 2009, comunque, un gruppo di ricercatori nel nord della Spagna ha annunciato di avere clonato con successo un esemplare di stambecco dei Pirenei, dichiarato ufficialmente estinto nel 2000. L’esemplare morì poco dopo la nascita a causa di una malformazione polmonare. L’esperimento è stato comunque il primo successo nella clonazione di una animale dichiarato estinto ed è considerato come uno dei progressi più importanti per la preservazione di altre specie, a patto di trovarne tessuti congelati e sufficientemente ben conservati.

Dov’è Dolly
Dopo essere stata abbattuta nel 2003, Dolly fu esaminata dai ricercatori e in seguito ne fu disposta l’imbalsamazione. Oggi è esposta al National Museum of Scotland a Edimburgo, dove era nata 20 anni fa.