Marzo 23, 2025 / Articoli

Correzione dei geni, CRISPR: Una rivoluzione in Agricoltura?

Alla fine della mia giornata lavorativa, mi arriva su una chat di agricoltori, un pdf dal titolo Manifesto TEA, con la domanda: cosa ne pensate? Da qui parte l’idea di scrivere questo articolo, non facile, perché l’argomento è molto complesso, per vari motivi che provo ad esporre.

Attualmente nella discussione sulle nuove biotecnologie è stato presentato il Manifesto TEA (Tecniche di Evoluzione Assistita), promosso da enti di ricerca con le maggiori organizzazioni del settore agricolo italiano. Il manifesto sostiene l’importanza di una regolamentazione che distingua le piante modificate con tecniche di editing genomico dalle piante transgeniche (OGM), favorendo l’innovazione in agricoltura e garantendo maggiore accessibilità ai benefici delle TEA per aziende e agricoltori. Inoltre, il Manifesto TEA evidenzia il ruolo di queste tecnologie nel rafforzare il settore agroalimentare italiano, proteggendo la qualità delle produzioni Made in Italy e consentendo un miglioramento delle varietà tipiche senza comprometterne l’identità genetica e culturale. (1)

Ma di cosa stiamo parlando?

Proviamo a capire cosa intendiamo per editing genomico (correzione dei geni). Negli ultimi anni, l’editing genomico ha rappresentato una delle innovazioni più rivoluzionarie nel campo della biotecnologia. In particolare, la tecnica CRISPR-Cas9 ha aperto nuove possibilità di ricerca applicabile a diversi campi, dalla medicina, all’agricoltura. L’editing genomico è una tecnologia che permette di modificare in modo mirato il DNA di un organismo, correggendo, eliminando o aggiungendo specifiche sequenze genetiche. A differenza delle tecniche tradizionali di miglioramento genetico, come l’incrocio selettivo o la modifica transgenica (OGM), l’editing genomico agisce con estrema precisione senza introdurre geni estranei.

Cos’è CRISPR-Cas9?

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), tradotto, “Brevi Ripetizioni Palindromiche Raggruppate e Separate a Intervalli Regolari”, è una tecnologia che consente di modificare il DNA in modo mirato e preciso. La sua scoperta deriva da meccanismi di difesa naturale presenti nei batteri, i quali utilizzano il sistema CRISPR-Cas9 per riconoscere e distruggere il materiale genetico virale. (2)

Nel 2012 due ricercatrici Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna hanno pubblicato uno studio in cui hanno dimostrato come CRISPR-Cas9 potesse essere utilizzato come strumento di editing genetico in laboratorio. Questo lavoro ha gettato le basi per le applicazioni attuali della tecnologia in medicina, biotecnologie e agricoltura. (2,3). Per il loro lavoro nel 2020 hanno ricevuto il Premio Nobel per la Chimica.

In campo medico, con diverse applicazioni potenziali e già in fase di sperimentazione:

nella terapia genica: CRISPR viene utilizzato per correggere mutazioni genetiche responsabili di malattie ereditarie, come la fibrosi cistica o l’anemia falciforme; nel trattamento del cancro: alcuni studi stanno esplorando l’uso di CRISPR per modificare le cellule immunitarie in modo che possano riconoscere e distruggere più efficacemente le cellule tumorali; nelle malattie infettive; nella rigenerazione dei tessuti.

Applicata alle piante, questa tecnica permette di introdurre modifiche genetiche senza inserire DNA estraneo, cisgenesi, distinguendosi così dagli OGM tradizionali, transgenesi. (il dibattito è se considerarli nuovi o vecchi OGM). La tecnica CRISPR-Cas9, spesso paragonata a un “bisturi genetico”, funziona come un sistema di taglia e incolla: una molecola guida (RNA guida) conduce l’enzima Cas9 nel punto specifico del DNA da modificare. Cas9 agisce come una forbice molecolare, tagliando il DNA in quel punto. A questo punto, la cellula può riparare il taglio in modo naturale oppure con l’inserimento di una sequenza correttiva.

Le ricerche scientifiche ci presentano l’editing genomico CRISPR come una tecnica che potrebbe essere utilizzata per migliorare diverse caratteristiche delle sementi, tra cui:

Resistenza alle malattie: è possibile modificare geni specifici per rendere le piante più resistenti a patogeni come funghi, virus e batteri.

Tolleranza agli stress ambientali: il cambiamento climatico sta aumentando la frequenza di eventi climatici estremi. Con questa tecnologia, si possono sviluppare varietà di piante più resistenti alla siccità, al calore e alla salinità del suolo.

Aumento della produttività: la modifica di geni coinvolti nella crescita e nello sviluppo delle piante può portare a un incremento della resa agricola.

Miglioramento delle proprietà nutrizionali: CRISPR consente di aumentare la concentrazione di nutrienti essenziali, ridurre allergeni e migliorare la qualità nutrizionale di frutta, cereali e ortaggi.

In Italia sono già attive molte ricerche con le tecniche di evoluzione assistita (TEA), in inglese New Genomic Techniques (NGT), qualche esempio che riguarda il settore nutrizionale: pomodori con modifiche nei principi nutritivi, pomodori con riduzione degli allergeni, patate e frumenti duri con geni resistenti alle malattie, agrumi arricchiti in principi antiossidanti, melanzane senza semi (4).

Il dibattito ora si apre, per la scienza, ma anche per i cittadini che devono essere consapevoli della scelta degli alimenti da portare a tavola.

Tra le diverse letture che ho fatto a riguardo, penso che la cautela nell’applicare queste tecnologie deve essere considerata con molta attenzione. “Procedere con cautela” viene consigliato anche da un articolo di The Lancet, rivista medica con crediti altissimi. (12, 7)

Come è possibile mantenere l’identità genetica e culturale se comunque si interviene sul DNA? Come nutrizionista mi pongo la domanda se concentrare un principio nutritivo o modificarne alcune funzioni (antiossidanti, allergeni, nutrienti), a lungo termine non possa avere riflessi sulla salute dell’uomo e dell’ambiente.

Inoltre, queste tecnologie entrano nel dibattito per l’innovazione in agricoltura, ma sollevano questioni legate alla proprietà intellettuale e alla concentrazione del controllo delle sementi nelle mani di poche multinazionali. Un altro punto fondamentale e l’impatto dell’editing genomico sulla biodiversità e l’ecosistema. (5,6).

Se andiamo a modificare il comportamento biologico di una pianta non viene il dubbio di cosa possa accadere all’ambiente in cui vive?

Ricercatori e genetisti esperti in miglioramento genetico partecipativo, esprimono perplessità sull’uso dell’editing genomico in agricoltura. L’applicazione di queste tecnologie rischia di ridurre ulteriormente la diversità genetica delle colture, favorendo varietà uniformi sviluppate per esigenze industriali piuttosto che per le necessità degli agricoltori locali. Il miglioramento genetico tradizionale, attraverso la selezione partecipativa, ha dimostrato di essere uno strumento efficace e sostenibile per adattare le colture ai cambiamenti climatici e alle specificità ambientali. (7)

E ancora per ampliare il dibattito e proporre possibili alternative, non dobbiamo trascurare gli studi sulle coltivazioni biologiche. Studi e ricerche che possono fare la differenza ed aiutarci a scegliere strade diverse, a riguardo esistono diverse meta-analisi che hanno esaminato le differenze tra prodotti biologici e convenzionali. Ad esempio, una di queste, pubblicata sul British Journal of Nutrition, ha analizzato 343 studi, evidenziando che, in media, i prodotti biologici contengono il 17% in più di antiossidanti e livelli significativamente più bassi di metalli pesanti rispetto ai prodotti convenzionali. (13)

Inoltre, un rapporto dell’Istituto di ricerca dell’agricoltura biologica (FiBL) ha sintetizzato i risultati di numerose ricerche, indicando che l’agricoltura biologica offre vantaggi in termini di protezione del clima, gestione dell’acqua, aumento della biodiversità e risparmio energetico.

Queste evidenze suggeriscono che il consumo di prodotti biologici può apportare benefici sia per la salute umana che per l’ambiente. Ortaggi e frutta biologici rappresentano una scelta importante per il mantenimento della salute intestinale. Il loro consumo aiuta a preservare il microbioma intestinale, ridurre l’infiammazione e garantire un apporto ottimale di nutrienti essenziali.

Inoltre, le ricerche nel campo dell’agroecologia hanno dimostrato che l’agricoltura biologica offre vantaggi significativi rispetto alla convenzionale, sia in termini di efficienza energetica che di impatto ambientale. (9)

Per concludere, l’editing genomico tramite CRISPR rappresenta una delle innovazioni nel campo delle biotecnologie ma se da un lato offre opportunità significative, dall’altro solleva questioni etiche e regolatorie che richiedono molta attenzione. È importante considerare insieme alle potenzialità anche i possibili rischi per avere la garanzia di un utilizzo responsabile di questa tecnologia per la tutela della biodiversità, della sicurezza alimentare e la salute umana.

Di seguito alcune letture e link che possono essere utili per approfondire questo argomento

Bibliografia

Ministero delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali (2022). Manifesto TEA: Tecniche di Evoluzione Assistita e il futuro dell’agricoltura.

Jinek, M., et al. (2012). “A programmable dual-RNA–guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity.” Science, 337(6096), 816-821.

Jennifer A. Doudna e Emmanuelle Charpentier. La nuova frontiera dell’ingegneria genomica con CRISPR-Cas9. Science. DOI: 10.1126/science.1258096

crea.gov.it

https://rsr.bio/tag/tea/ L’era della CRISPRmania! – Riccardo Bocci Rete Semi Rurali

Riccardo Bocci – https://altreconomia.it/la-corsa-verso-i-nuovi-ogm-porta-indietro-le-lancette-della-scienza/

https://salvatorececcarelli.wordpress.com/2018/12/31-organismi-geneticamente-modificati-e-nuove-biotecnologie/

Pievani, T. (2019). Imperfezione: Una storia naturale. Cortina Editore.

Gomiero, T., Paoletti, M.G., Pimentel, D. (2011). Environmental Impact of Different Agricultural Management Practices: Conventional vs. Organic Agriculture. Critical Reviews in Plant Sciences.

Differenze nutrizionali tra prodotti biologici e convenzionali. https://sinab.it

Suolo e Salute. Vantaggi sociali dell’agricoltura biologica. https://www.suoloesalute.it

Editorial 2018. Genome editing: proceed with caution. The Lancet 392 (10144): 253

Br J Nutr.14 settembre 2014;112(5):794-811. doi: 10.1017/S0007114514001366.