I bovini geneticamente modificati hanno un grave errore nel loro DNA

Una mucca e la sua giovenca Alison Van Eenennaam, UC Davis

Erano gli animali poster per la rivoluzione dell'editing genetico, apparsi nella storia dopo storia . Aggiungendo solo poche lettere di DNA ai genomi dei bovini da latte, una startup statunitense aveva escogitato un modo per assicurarsi che gli animali non si sviluppassero mai corna fastidiose.

Per Recombinetics, la società di editing genetico di St. Paul, Minnesota, che produceva i bovini senza corna, gli animali erano messaggeri di una nuova era di agricoltura molecolare migliore, più veloce. Questo stesso risultato potrebbe essere ottenuto allevando nell'aia, ha dichiarato l'allora CEO dell'azienda Tammy Lee Stanoch nel 2017. Questo è l'allevamento di precisione.

Tranne che non lo era.

Gli scienziati della Food and Drug Administration che hanno esaminato più da vicino la sequenza del genoma di uno degli animali modificati, un toro di nome Buri, hanno scoperto il suo genoma contiene un tratto di DNA batterico compreso un gene che conferisce resistenza agli antibiotici.

L'aggiunta involontaria di DNA da una specie diversa si è verificata durante il processo di modifica genetica stesso, afferma il governo. Non è stato rilevato dalla società anche se ha pubblicizzato gli animali come bovini al 100% e ha aggredito la FDA per aver affermato che gli animali dovevano essere regolamentati.

Non era qualcosa che ci si aspettava e non l'abbiamo cercato, afferma Tad Sontesgard, CEO di Acceligen, una sussidiaria di Recombinetics che possiede gli animali. Dice che avrebbe dovuto essere fatto un controllo più completo.

L'errore è una battuta d'arresto per Recombinetics, i cui pionieri prototipi di animali geneticamente modificati includono bovini resistenti al calore e maiali che non raggiungono mai la pubertà. È anche uno sciopero contro gli sforzi per rendere tale modifica genetica una pratica di routine nella riproduzione animale. Per tutto il tempo, Recombinetics si era fortemente opposta alla supervisione della FDA, che classifica gli animali geneticamente modificati come nuovi farmaci che richiedono test e approvazione approfonditi. Ha persino fatto pressioni sull'amministrazione Trump per strappare la supervisione all'agenzia sanitaria, dicendo che stava trattenendo una rivoluzione da cortile.

Ma l'editing genetico non è ancora così prevedibile o affidabile come dicono i promotori. Invece, la procedura, intesa ad apportare modifiche puntuali al DNA, può introdurre cambiamenti inaspettati significativi senza che nessuno se ne accorga. Con l'evoluzione della tecnologia di modifica del genoma, si evolve anche la nostra comprensione delle alterazioni non intenzionali che produce, hanno scritto gli scienziati della FDA, guidati da Alexis Norris e Heather Lombardi, in un documento che hanno pubblicato a luglio . Ritengono che gli errori di modifica genetica siano poco segnalati e un punto cieco per gli scienziati.

Il rischio di un'ingegneria casuale non riguarda solo gli animali da cortile. I trattamenti di modifica del genoma per curare malattie rare sono in fase di sperimentazione sulle persone ed è possibile che i pazienti finiscano con mutazioni genetiche non pianificate. Le conseguenze indesiderate sono una preoccupazione particolare in connessione con i tentativi di modificare i bambini umani prima della nascita con l'editing genetico, come è accaduto per la prima volta in Cina l'anno scorso.

Scienziati indipendenti non hanno ancora avuto la possibilità di confermare se i bambini cinesi, le gemelle, abbiano anche errori non intenzionali nel loro DNA. Quest'anno l'Organizzazione Mondiale della Sanità disse qualsiasi ulteriore tentativo di creare persone modificate geneticamente sarebbe irresponsabile in parte a causa dell'incertezza tecnica.

Bovini celebrità

Per produrre le sue mucche senza corna, Recombinetics ha iniziato con le cellule della pelle dei tori da latte Holstein. È qui che sono entrati in gioco i geni batterici: per trasmettere le istruzioni del DNA alla cellula, l'azienda, nel lavoro svolto nel 2013, ha impiegato plasmidi, un tipo di mini-cromosoma circolare presente nei batteri.

I plasmidi (destinati a persistere solo temporaneamente) portavano istruzioni del DNA sia per lo strumento di editing genetico (noto come TALEN) che per il cambiamento genetico senza corna, che si trova in altre razze, e che comporta lo scambio di circa 200 lettere genetiche. Successivamente, le cellule della pelle modificate sono state utilizzate in una procedura di clonazione per generare due nuovi animali, chiamati Buri e Spotigy. Erano copie dei tori originali, ma non avevano le corna.

Il bestiame senza corna, nato nel 2015, è diventato presto celebrità dell'editing genetico. Mentre Spotigy è stato ucciso per analizzare i suoi tessuti, Buri ha vissuto abbastanza a lungo da generare circa 17 figli, che sono divisi tra le strutture dell'Università della California, Davis, e una fattoria in Australia. Una mucca figlia senza corna ha posato per la copertina di Cablata in Aprile.

Sappiamo esattamente dove dovrebbe andare il gene e lo mettiamo nella sua posizione esatta, dirigenti di Recombinetics ha detto a Bloomberg nel 2017. Abbiamo tutti i dati scientifici che dimostrano che non ci sono effetti fuori bersaglio.

Mangia gli animali

In parte perché non era d'accordo con i regolamenti, l'azienda non ha mai perseguito l'approvazione formale per il bestiame senza corna negli Stati Uniti. Tuttavia, la sua collaboratrice dell'Università della California, Davis, la scienziata veterinaria Alison Van Eenennaam, ha aperto un fascicolo sugli animali con la FDA l'anno scorso, dice, per scambiare informazioni con l'agenzia.

Secondo Sontesgard, Van Eenennaam ha quindi scelto di testare il pensiero della FDA chiedendo se alcuni degli animali modificati geneticamente in eccesso che occupano spazio nella struttura di Davis potessero andare in un macello, dove sarebbero stati trasformati in bistecche e hamburger.

Sontesgard chiama l'offerta per vincere un'esenzione alimentare un tentativo di valutare le opinioni della FDA. Alison era curiosa se gli animali sarebbero stati approvati come cibo. Ho detto 'Ok, puoi fare un tentativo', dice Sontesgard. Se avessero detto bene, sarebbe stato un bel risultato, e se avessero detto di no, avrebbero dovuto escogitare un ragionamento logico. Semplicemente non volevo che andassero sprecati perché non c'è davvero niente di sbagliato in loro.

Sontesgard pensa che gli animali siano sicuri da mangiare con o senza il plasmide.

Van Eenennaam aveva in mente fattori finanziari. Incenerire animali da esperimento, che pesano circa una tonnellata, costa 60 centesimi al chilo, cosa che lei considera una grossa spesa per il suo programma universitario. Meglio venderli come hamburger.

A marzo, tuttavia, un bioinformatico della FDA che eseguiva test sui genomi dei tori si era imbattuto nella presenza del plasmide, che si era in qualche modo integrato nel genoma di Buri. I funzionari dell'agenzia quel mese hanno organizzato una teleconferenza per dare la cattiva notizia, dice Van Eenennaam. Gli animali contenevano geni batterici ed erano OGM, per qualsiasi definizione.

Siamo rimasti sorpresi, ma quando ricevi nuove informazioni, vai avanti, dice Van Eenennaam. Questo è ciò che fa la scienza. Dice che ci si aspetta che metà della prole di Buri abbia ereditato anche i geni dei batteri.

Potrebbe sembrare difficile spiegare perché la società e la UC Davis non siano riuscite a vedere i geni batterici, che sono finiti proprio accanto alla loro modifica 'senza corna' nei genomi degli animali. Tuttavia, per studiare il DNA, i ricercatori devono prima decidere quali bit isolare o controllare: in effetti, spesso stanno guardando alla luce della lampada, un processo che introduce ipotesi e pregiudizi, secondo gli scienziati della FDA.

Non è chiaro se il DNA batterico rappresenti un rischio maggiore. È improbabile che influisca sulla mucca o su una persona che la mangia; invece, la preoccupazione è che il gene della resistenza agli antibiotici possa essere assorbito da uno qualsiasi dei miliardi di batteri presenti nell'intestino o nel corpo di una mucca. John Heritage, un microbiologo in pensione dell'Università di Leeds, afferma di non vedere grandi possibilità che il gene salti ulteriormente, ma afferma che la sua presenza in una mucca potrebbe creare opportunità imprevedibili per la sua diffusione.

La scoperta che alcuni degli animali senza corna hanno il DNA indesiderato di un'altra specie ha segnato il loro destino. Nessuno otterrà l'approvazione normativa per loro ora. Già, regolatori in Brasile ha respinto una petizione rivista da Recombinetics collegato agli animali, ha confermato Sontesgard.

È un nuovo DNA, quindi proprio lì che lo getta nell'intero dibattito sugli OGM, afferma Van Eenennaam. Non mi preoccupa dal punto di vista della sicurezza alimentare, ma dal punto di vista normativo, beh, non ci proveresti nemmeno. Non è un prodotto che andrebbe avanti.

Van Eenennaam afferma che dalla scoperta della FDA, la UC Davis ha incenerito tre dei cinque maschi che vivevano nelle sue fattorie. L'animale che ha posato per la copertina di Wired è incinta e per il momento sarà risparmiato.

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