Vi presento il genoma del frumento

scienceWheatGenomePrima di approdare all’azienda dove lavoro attualmente, ho trascorso quattro anni e mezzo presso un centro di ricerca specializzato in genomica vegetale. L’istituto in questione si trova a Fiorenzuola d’Arda, nel piacentino, e fa parte del Consiglio per la Ricerca e la sperimentazione in Agricoltura (C.R.A.), un ente istituito nel 1997 che ha 15 sedi sparse in tutta Italia, ognuna con competenze e obiettivi specifici. A Fiorenzuola si sperimentano nuove varietà di cereali, si studia la resistenza a malattie e, in particolar modo negli ultimi anni, si studiano i genomi delle specie vegetali più interessanti dal punto di vista agronomico. I ricercatori che lavorano nel campo umano possono contare oggi su enormi quantità di informazioni, anche in ambito genomico, ma la situazione è molto diversa per chi lavora con le piante. Basti pensare che a distanza di 14 anni dal sequenziamento del genoma umano, ancora mancano delle sequenze genomiche complete per diverse colture.

ResearchBlogging.orgHo fatto questa lunga premessa perché oggi è stato compiuto un passo importantissimo per la genomica vegetale e per l’agricoltura in genere, e anche io posso vantare un piccolo contributo in questo grande risultato. Sul numero odierno di Science è stata infatti pubblicata la prima bozza del genoma del frumento tenero (Triticum aestivum), per intenderci quello che si usa per fare il pane (pdf). Il frumento tenero è un vero e proprio incubo per chi si occupa di genomica: innanzitutto – a differenza di noi umani che ne abbiamo due – il genoma del frumento ha 6 copie di ciascun cromosoma, eredità di antichi incroci tra tre diverse piante selvatiche; in secondo luogo è pieno di sequenze di DNA ripetute (la percentuale si aggira attorno all’80%), cosa che ha complicato notevolmente e quindi ritardato l’assemblaggio di un’unica sequenza genomica; infine, il genoma del frumento ha delle dimensioni mostruose (17 miliardi di paia di basi, cinque volte il genoma umano). Il consorzio internazionale che si occupa di sequenziare Triticum aestivum ha dovuto seguire una strategia un po’ laboriosa per tentare di superare questi ostacoli: con una apposita tecnica sono stati separati i 21 (7×3) cromosomi che compongono il suo genoma, e ogni cromosoma è stato poi sequenziato e assemblato in modo indipendente. Dopodiché è iniziato il lungo lavoro di annotazione: geni codificanti proteine, elementi ripetuti, microRNA. Ed è qui che entro in gioco io: i microRNA sono stati il mio pane quotidiano per tutto il mio dottorato.

plantmicrornasNon vi tedierò con i dettagli tecnici, vi basti sapere che queste molecole svolgono una importante funzione di regolazione, spegnendo all’occorrenza i ben più famosi geni che codificano proteine. Sappiamo che molti microRNA svolgono una funzione importante in condizioni di stress della pianta, come siccità o infezioni da patogeni, ma è soprattutto per il loro ruolo durante lo sviluppo che sono diventati celebri. Purtroppo i microRNA hanno un aspetto abbastanza anonimo: li riconosci perché si ripiegano a formare una struttura simile a una forcina per capelli, ma ahimé di possibili forcine per capelli se ne trovano a milioni in un genoma. Distinguere un vero microRNA da una sequenza che per puro caso può assumere quella particolare conformazione è insomma un’impresa ardua. Alla fine si è deciso di farci aiutare dai microRNA noti in altre specie: isolare sequenze simili a microRNA già conosciuti è un ottimo punto di partenza quando non sai da dove cominciare. A quel punto abbiamo usato un software basato su un modello probabilistico che, in base alle caratteristiche strutturali della molecola, decide se si tratta di un microRNA oppure no. Così facendo abbiamo selezionato un set di poco meno di 100mila sequenze che avevano le carte in regola per essere potenziali microRNA.

Il frumento tenero sembra avere quindi un enorme arsenale di microRNA, benché sia attualmente poco sfruttato. Dai dati a nostra disposizione infatti, solo una piccola frazione di queste sequenze risulta essere espressa e quindi attiva: la gran parte di esse sembra essere per così dire dormiente, almeno nelle condizioni biologiche che sono state studiate finora. Non escludiamo tuttavia che in particolari situazioni di stress, anche questi microRNA possano “risvegliarsi” e fornire il loro contributo. Ma c’è un altro aspetto che emerge in modo molto forte da questa analisi. I microRNA che abbiamo trovato sono in gran parte sovrapposti ai cosiddetti trasposoni o elementi trasponibili, cioè sequenze di DNA che hanno la capacità di spostarsi o duplicarsi nei genomi. Questo fatto sembra confermare una teoria molto interessante, secondo la quale sono proprio i trasposoni che, con il loro girovagare, hanno consentito l’evoluzione di nuovi microRNA. Ma non è tutto. L’affascinante storia evolutiva del frumento ha lasciato ampie tracce nel suo genoma, descritto con dovizia di particolari nell’articolo appena uscito su Science. Un articolo frutto di anni di lavoro, portato avanti con determinazione dal consorzio internazionale IWGSC.

CRA-GPGCerto il mio è stato un piccolo (ma importante) contributo, tuttavia è comunque piacevole leggere il proprio nome su una delle riviste scientifiche più quotate al mondo. Inoltre, questo articolo servirà a ricordarmi la bellissima esperienza che ho vissuto con i colleghi e amici di Fiorenzuola d’Arda: lavoro e studio, ma anche tante risate in compagnia. Soprattutto mi ricorderà Primetta, una persona davvero fantastica che ho avuto la fortuna di avere al mio fianco mentre compivo i primi passi da giovane ricercatore. Sarei felice di festeggiare con tutti loro questa pubblicazione su Science, magari davanti a un piatto di chisolini e a un buon bicchiere di Gutturnio.


La vignetta “Plant microRNAs – The birth of the regulators” è una creazione di Pablo Manavella (Conceptual Design) e Nicolas Cinquegrani (Artwork).


Mayer, K., Rogers, J., Dole el, J., Pozniak, C., Eversole, K., Feuillet, C., Gill, B., Friebe, B., Lukaszewski, A., Sourdille, P., Endo, T., Kubalakova, M.,  ihalikova, J., Dubska, Z., Vrana, J.,  perkova, R.,  imkova, H., Febrer, M., Clissold, L., McLay, K., Singh, K., Chhuneja, P., Singh, N., Khurana, J., Akhunov, E., Choulet, F., Alberti, A., Barbe, V., Wincker, P., Kanamori, H., Kobayashi, F., Itoh, T., Matsumoto, T., Sakai, H., Tanaka, T., Wu, J., Ogihara, Y., Handa, H., Maclachlan, P., Sharpe, A., Klassen, D., Edwards, D., Batley, J., Olsen, O., Sandve, S., Lien, S., Steuernagel, B., Wulff, B., Caccamo, M., Ayling, S., Ramirez-Gonzalez, R., Clavijo, B., Wright, J., Pfeifer, M., Spannagl, M., Martis, M., Mascher, M., Chapman, J., Poland, J., Scholz, U., Barry, K., Waugh, R., Rokhsar, D., Muehlbauer, G., Stein, N., Gundlach, H., Zytnicki, M., Jamilloux, V., Quesneville, H., Wicker, T., Faccioli, P., Colaiacovo, M., Stanca, A., Budak, H., Cattivelli, L., Glover, N., Pingault, L., Paux, E., Sharma, S., Appels, R., Bellgard, M., Chapman, B., Nussbaumer, T., Bader, K., Rimbert, H., Wang, S., Knox, R., Kilian, A., Alaux, M., Alfama, F., Couderc, L., Guilhot, N., Viseux, C., Loaec, M., Keller, B., & Praud, S. (2014). A chromosome-based draft sequence of the hexaploid bread wheat (Triticum aestivum) genome Science, 345 (6194), 1251788-1251788 DOI: 10.1126/science.1251788

La FDA dichiara guerra a 23andMe: a rischio il Facebook della genetica

23andme_front_2_110315“Vi preghiamo di comunicare al presente ufficio, entro quindici giorni lavorativi dal ricevimento di questo lettera, le specifiche azioni che avete intrapreso per rispondere alle questioni sollevate più sopra. Includete la documentazione relativa alle azioni correttive che avete intrapreso. Se tali azioni dovessero svolgersi nel tempo, siete pregati di allegare la programmazione per la loro implementazione. Nel caso in cui non fosse possibile completare le azioni correttive richieste entro quindici giorni lavorativi, giustificatene il motivo e dichiarate le tempistiche necessarie per completarle. Qualora non doveste compiere adeguate azioni correttive, la Food and Drug Administration potrebbe prendere provvedimenti nei vostri confronti. Tali provvedimenti includono sequestro, ingiunzione e sanzioni pecuniarie.”

Termina così la lettera ufficiale della Food and Drug Administration indirizzata a 23andMe, l’azienda di Mountain View che dal 2006 offre servizi di analisi genetiche direttamente ai consumatori, meritandosi per questo motivo l’appellativo di “Facebook della genetica” (a questo proposito, consiglio l’ottimo articolo di Sergio Pistoi su Wired). La società californiana è oggetto delle attenzioni della FDA almeno dal 2010, quando l’ente governativo statunitense che si occupa della regolamentazione di farmaci e prodotti alimentari scrisse alle principali aziende di genomica personalizzata, chiedendo informazioni dettagliate sui servizi offerti e sulle basi scientifiche che ne giustificherebbero la commercializzazione. Navigenics, Pathway Genomics e deCODEme – le altre società contattate a quel tempo – hanno nel frattempo abbandonato il mercato dei test genetici direct-to-consumer (DTC), oggi ormai dominato dalla sola 23andMe, che si appresta a tagliare il traguardo del milione di kit venduti. Sempre che la FDA non si arrabbi sul serio.

A differenza delle comunicazioni precedenti, infatti, il tono dell’ultima lettera sembra particolarmente aggressivo e minaccioso, e non a torto. 23andMe aveva risposto alle prime sollecitazioni, inoltrando una domanda formale per ottenere dalla FDA l’autorizzazione a vendere il suo Personal Genome Service (PGS), ma alle richieste dell’ente di fornire ulteriore documentazione a supporto della richiesta, 23andMe non ha mai replicato. Dopo centinaia di email e decine di incontri durante i quali la FDA avrebbe aiutato l’azienda californiana a mettersi in regola con la normativa vigente, fornendo persino consulenze di tipo scientifico e statistico, ad oggi 23andMe non ha ancora regolarizzato la propria posizione. Ciononostante, continua a vendere i suoi servizi da oltre 5 anni, senza essere mai riuscita a dimostrare all’ente la validità analitica e clinica dei propri test genetici, e mostrandosi anche poco collaborativa nei confronti dell’autorità competente.

In seguito a queste considerazioni, la Food and Drug Administration ha quindi intimato a 23andMe di sospendere la vendita del Personal Genome Service fintanto che l’azienda non avrà fornito i chiarimenti richiesti. In attesa di sapere cosa accadrà, consiglio a tutti i clienti di 23andMe di scaricare i raw data personali sul proprio computer: se la FDA dovesse agire in modo pesante nei confronti dell’azienda californiana, tutti i dati genetici custoditi nella sua enorme banca dati potrebbero infatti diventare inaccessibili.

Medicina genomica: successi, sfide e opportunità (Parte 2 – La cura dei tumori)

ResearchBlogging.orgEccoci alla seconda puntata della serie di post sulla medicina genomica (qui potete leggere la prima). Come ha influito la rivoluzione genomica sulla cura e la prevenzione della salute? Quali applicazioni cliniche sono ora possibili grazie ai risultati conseguiti dalla ricerca del DNA? Ebbene, se c’è un settore della medicina che è stato influenzato in modo determinante da queste scoperte è sicuramente l’oncologia. Non solo la cura dei tumori è oggi sempre più personalizzata, ciò che stiamo vivendo è un vero e proprio cambio di prospettiva per quanto riguarda l’approccio alla terapia. Si inizia infatti a classificare i tumori non più in base al tessuto malato, ma in funzione delle caratteristiche molecolari del tumore stesso: una mutazione nel genoma o l’espressione alterata di un gene diventano spesso fattori determinanti per caratterizzare un tumore e, di conseguenza, per scegliere la terapia più efficace.

herceptinAd essere onesti, l’idea che un tumore potesse essere curato in modo personalizzato risale a parecchi anni fa, molti anni prima che il genoma umano fosse sequenziato. Già negli anni 80, infatti, si era scoperto che il gene HER-2 era iperattivo nel 30% dei tumori al seno ed era associato a un peggioramento della prognosi. Nel 1998 l’azienda biotech Genentech (poi acquisita dalla Roche) lanciò sul mercato il trastuzumab (nome commerciale Herceptin®), un anticorpo che andava a colpire proprio HER-2. Fu in quel momento che la prospettiva della medicina personalizzata iniziò a farsi strada.

zelborafQualche anno dopo, furono introdotti i test per le mutazioni del gene EGFR, utili nella cura di un tipo di carcinoma polmonare: per i pazienti che presentavano queste mutazioni, infatti, la terapia a base di gefitinib (Iressa®) era più efficace. In modo speculare, si scoprì che i pazienti affetti da carcinoma metastatico del colon-retto che presentavano mutazioni nel gene KRAS erano più resistenti alle terapie con cetuximab (Erbitux®). Oggi, con il sequenziamento NGS (Next-Generation Sequencing) è possibile analizzare contemporaneamente più mutazioni in vari geni, e prescrivere la terapia con la maggior probabilità di successo. Tra l’altro, alcuni farmaci pensati per un tipo di tumore si stanno rivelando efficaci anche per tumori di altri tessuti: il vemurafenib (nome commerciale Zelboraf®), inizialmente progettato per i melanomi con una mutazione nel gene BRAF, sembra funzionare anche con un tipo particolare di leucemia.

Un’altra applicazione molto promettente che però necessita di ulteriori messe a punto è l’uso del sequenziamento NGS per la diagnosi precoce o per il monitoraggio di eventuali recidive: la cosa interessante, in questo caso, è il fatto che tutto questo si farà partendo da un semplice campione di sangue. Nella battaglia contro il cancro, la genomica si sta dimostrando sempre più un’arma straordinaria. Ma non c’è solo l’oncologia: nella prossima puntata vedremo come la genomica sta dando il suo prezioso contributo anche nella diagnosi delle malattie rare.


Jeanette J. McCarthy, Howard L. McLeod, & Geoffrey S. Ginsburg (2013). Genomic Medicine: A Decade of Successes, Challenges, and Opportunities Science Translational Medicine, 5 (189) : 10.1126/scitranslmed.3005785

Medicina genomica: successi, sfide e opportunità (Parte 1 – Le tecnologie)

genomicmedicine

ResearchBlogging.orgRecentemente mi sono imbattuto in una bellissima review pubblicata su Science Translational Medicine dal titolo eloquente: Genomic Medicine: A Decade of Successes, Challenges and Opportunities. Si dà il caso, infatti, che quest’anno si celebrino i 10 anni dal completamento ufficiale del sequenziamento del genoma umano. Gli autori della review hanno fatto un lavoro straordinario, spulciando la letteratura scientifica per mettere insieme in modo organico i risultati conseguiti in questi anni grazie alla genomica, e presentare le sfide che dovremo affrontare negli anni a venire. La rassegna è davvero imponente (basti pensare che nella bibliografia appaiono 169 articoli), perciò ho pensato di commentarla per voi un pezzo alla volta. Se avrete la pazienza di seguirmi, nel giro di poche settimane avrete un quadro completo e dettagliato di quello che la medicina è riuscita a fare grazie alla ricerca genomica.

La prima cosa che dobbiamo tenere bene a mente quando si parla di rivoluzione genomica è che, grazie ad essa, la medicina ha cambiato completamente il suo approccio diagnostico-terapeutico. La ricerca medico-scientifica aveva permesso di conseguire risultati straordinari anche prima del 2000, ma le diagnosi e le terapie erano le stesse per tutti. La definizione stessa di malattia dipendeva dalla localizzazione anatomica del disturbo e dai sintomi clinici che il paziente manifestava: una volta individuato il problema, si procedeva alla somministrazione di una cura “one-size fits all”. Oggi, le cose stanno cambiando: la medicina sta diventando sempre più personalizzata, e le malattie sono caratterizzate a livello molecolare. Questa cosa è particolarmente evidente in oncologia, dove si iniziano a curare con lo stesso farmaco tumori di organi diversi, proprio perché a livello genomico i due presentano le stesse alterazioni.

Questa rivoluzione non sarebbe stata possibile senza le innovazioni tecnologiche che hanno caratterizzato l’ultima decade. In particolare, due fattori sono stati particolarmente importanti per spingere la medicina genomica ai livelli in cui si trova ora: gli studi di associazione su scala genomica (Genome-Wide Association Studies, GWAS) e il sequenziamento di nuova generazione (Next-Generation Sequencing, NGS). Negli studi di associazione genome-wide, si confrontano due gruppi di individui (uno composto da individui sani, l’altro composto da individui malati) e si analizzano una serie di posizioni nel genoma caratterizzate da una certa variabilità nella popolazione, con lo scopo di identificare quelle che, in modo statisticamente significativo, riescono a distinguere i due gruppi. L’applicazione di questo metodo ha comportato un cambio radicale di prospettiva: mentre prima si partiva da un’ipotesi biologica nel tentativo di spiegare le cause di una malattia, con i GWAS ci si limita a scandagliare l’intero genoma senza nessuna ipotesi in mente (sono detti infatti “hypothesis-free”). Prima si cercano gli indizi nel DNA, e soltanto dopo si cerca di spiegare perché quella differenza genetica dovrebbe provocare la malattia. Il vantaggio di questo approccio è che può rivelare l’alterazione di pathway molecolari inaspettati, che magari sono condivisi da malattie in apparenza molto diverse e che possono suggerire nuovi interventi terapeutici. Il primo successo dei GWAS risale al 2005, quando si scoprì una variazione genetica responsabile della degenerazione maculare senile. Oggi, la lista delle associazioni più o meno forti tra patologie e specifiche variazioni genetiche è lunghissima.

cost_per_genomePer quanto riguarda il sequenziamento NGS, è sufficiente dare un’occhiata al grafico qui a fianco per avere un’idea dell’effetto dirompente di queste nuove tecnologie per la lettura del DNA. Dal 2001 al 2012 il costo per sequenziare un genoma umano è passato dai 100 milioni di dollari a meno di 10 mila dollari, e si pensa che presto sfonderemo la soglia simbolica dei 1000 dollari. Questo crollo dei costi è una diretta conseguenza dell’evoluzione tecnologica a cui abbiamo assistito nel corso degli ultimi anni. Oggi, un sequenziatore di ultima generazione è in grado di leggere 250 miliardi di basi di DNA in una settimana, una cifra astronomica se rapportata ai 5 milioni del 2000. Grazie a questi enormi progressi, è diventato possibile cercare le basi genetiche delle malattie non solo nelle variazioni più comuni nella popolazione, come accadeva con i GWAS, ma anche in quelle rare. Naturalmente, la tecnologia in sé non è sufficiente, bisogna anche interpretare i dati ottenuti e tentare di fornire spiegazioni biologiche a quello che si osserva: per questo, affinché la promessa del “sequenziamento per tutti” si realizzi, bisognerà investire molto sulla bioinformatica. Nel frattempo, la ricerca sta puntando sul sequenziamento dell’esoma, cioè l’insieme di tutti i tratti di genoma che codificano per proteine. I primi successi per questa tecnica sono del 2009, quando sono stati diagnosticati tre pazienti affetti da malattie rare. Ma come si dice, il meglio deve ancora venire! Nella prossima puntata parleremo delle applicazioni genomiche nella cura dei tumori.


Jeanette J. McCarthy, Howard L. McLeod, & Geoffrey S. Ginsburg (2013). Genomic Medicine: A Decade of Successes, Challenges, and Opportunities Science Translational Medicine, 5 (189) : 10.1126/scitranslmed.3005785

L’Italia si prepara alla rivoluzione genomica

test_dnaI miei lettori lo sanno bene: i test genetici e la medicina personalizzata stanno per cambiare profondamente il modo in cui ci occuperemo della nostra salute. Magari qualcuno di voi ha anche acquistato i servizi di 23andMe, l’azienda americana leader nel settore della genetica personale; e forse qualcuno di voi ha anche condiviso i propri risultati con il medico di fiducia, sperando di ottenere consigli e rassicurazioni. Se lo avete fatto, sarete consapevoli di quanto sia difficile parlare di genetica personale con il proprio medico di base: i medici italiani (e non solo loro) sono ancora poco preparati ad affrontare la rivoluzione genomica, e il più delle volte liquidano questi test come delle truffe senza alcuna base scientifica. Viene quindi spontaneo chiedersi quale sia la linea dell’Italia per quanto riguarda la genetica personale. Qual è il livello di consapevolezza a proposito di queste nuove tecnologie? C’è la volontà di trasferirle nella sanità pubblica?

Una prima risposta viene dal Piano Nazionale della Prevenzione 2010-2012, dove la medicina predittiva è menzionata come una delle quattro macroaree in cui il Ministero della Salute e le Regioni si sono impegnate a intervenire. Un ulteriore passo avanti è arrivato pochi giorni fa, con le Linee di Indirizzo sulla Genomica in Sanità Pubblica (GSP) (PDF), un documento predisposto dal Ministero che delinea le misure concrete da adottare per promuovere l’integrazione della genomica nel nostro sistema sanitario. Il Ministero dimostra di essere ben consapevole delle potenzialità e dei limiti della genomica. Nella premessa, molto equilibrata, gli autori segnalano la “crescente e incontrollata disponibilità di test genetici per patologie non solo monogenetiche ma anche complesse” e riconoscono che “l’impatto a breve e medio termine della genomica sulle applicazioni in medicina è stato probabilmente sovrastimato”. Ammettono tuttavia che occorre “affrontare il tema in modo sistematico, sia per regolare l’attuale situazione, sia per preparare e gestire i futuri sviluppi di tale settore”. Sempre nello stesso documento si legge che “è quindi possibile immaginare un futuro nel quale la prevenzione delle malattie e i piani di trattamento saranno programmati sul singolo paziente o su gruppi di pazienti, in base alle loro caratteristiche genetiche”. Tali piani di trattamento si baseranno su sistemi di sorveglianza medica precoce, sulla modificazione degli stili di vita e sull’implementazione di terapie farmacologiche mirate. Le opportunità offerte dalla genomica e dalla medicina personalizzata sono evidentemente molto chiare al Ministero, che con questo documento vuole quindi fornire delle linee di indirizzo che permettano di “trasferire in maniera responsabile, efficace ed efficiente in sanità pubblica tutte le conoscenze e le tecnologie utili all’analisi del genoma per il miglioramento della salute della popolazione”. Le parole chiave per realizzare questo trasferimento sono tre: valutazione, ricerca e informazione.

peer reviewValutazione – Il documento è molto preciso nel descrivere la situazione attuale dal punto di vista della ricerca genomica. Si dice infatti che “una parte della comunità scientifica è scettica sull’eventualità che i test genetici possano in prospettiva migliorare la qualità dell’assistenza sanitaria”; allo stesso tempo, però, la genomica predittiva ha già trovato alcune applicazioni pratiche, ed è lecito attendersi che, nel prossimo futuro, queste tecnologie avranno un forte impatto nella pratica medica e nella sanità pubblica. Anzi, dicono gli autori, l’integrazione della genomica offrirà numerosi potenziali benefici al Sistema Sanitario: i nuovi trattamenti saranno più efficaci, avranno minori effetti collaterali e si potranno adottare programmi di screening e strategie di prevenzione stratificando la popolazione in base al rischio genetico. C’è però un problema: la valutazione delle evidenze scientifiche. Al momento manca un’infrastruttura deputata a raccogliere nella letteratura scientifica tali evidenze, e mancano criteri condivisi per stabilire l’utilità dei test genetici. Secondo gli autori delle linee guida, è quindi fondamentale realizzare nel nostro Paese una infrastruttura di raccolta e analisi delle evidenze scientifiche, che potrà essere gestita dall’AGENAS (Agenzia Nazionale per i Servizi Sanitari Regionali) in collaborazione con il network EBP (Evidence based Prevention). Questa rete di esperti dovrà produrre dei rapporti periodici che verranno poi passati alla Commissione LEA, la quale a sua volta stabilirà se le analisi genetiche meriteranno di entrare a far parte dei Livelli Essenziali di Assistenza, cioè l’insieme delle prestazioni sanitarie che il cittadino ha diritto di ricevere dallo Stato. Al di là di chi operativamente effettuerà queste valutazioni, rimane però il problema dei criteri di valutazione. Nel documento si legge che a oggi sono disponibili diversi approcci che però, presi singolarmente, presentano delle lacune. L’obiettivo è quindi elaborare un approccio integrato che permetta di valutare complessivamente la qualità degli studi, la validità analitica e clinica, l’utilità clinica, la sicurezza, l’efficacia e l’impatto economico-organizzativo sul Sistema Sanitario Nazionale. Inoltre, vista la complessità della materia, non potranno mancare anche analisi di natura etica, sociale e legale. Un ruolo attivo in questo senso potrebbe averlo GENISAP, un network costituito nel 2006 che ha lo scopo di “implementare, in maniera responsabile ed efficace, il trasferimento delle conoscenze e tecnologie basate sul genoma nella sanità pubblica per la prevenzione, diagnosi e cura.”

Ricerca – Di notevole importanza sarà anche la ricerca scientifica di base e applicata nel campo della genomica, che dovrà essere stimolata e promossa prevedendo, nell’ambito dei programmi di ricerca pubblica, delle apposite linee di sviluppo per la GSP (Genomica in Sanità Pubblica). In questo contesto si sottolinea l’importanza della cooperazione tra tutti i soggetti coinvolti (scienziati, medici, pazienti, industria e policy-makers), in virtù del fatto che la GSP (o Public Health Genomics in inglese) presenta aspetti problematici non solo di natura scientifica ma anche etica, legale e sociale. Bisognerà definire – dice il documento – un programma pluriennale di ricerca transazionale e applicata nel campo della genomica, che identifichi gli attori coinvolti e i compiti specifici dei diversi enti di ricerca.

personal-medicineInformazione – Il terzo elemento è quello della sensibilizzazione dei cittadini a proposito dei vantaggi e dei limiti dell’uso della genomica. I test genetici in commercio oggi sono ormai diventati una vera e propria giungla, nella quale è difficile orientarsi per il cittadino privo delle conoscenze adatte: è quindi importante avviare iniziative per informare la cittadinanza sui risultati della ricerca scientifica in questo settore. Gli autori del documento ipotizzano la creazione di un canale web dedicato indirizzato sia ai cittadini fruitori dei servizi genetici, sia agli stessi operatori sanitari. Occorre infatti potenziare il flusso di informazioni che va dalla ricerca ai pazienti anche attraverso la formazione dei medici: nel documento si legge che i medici italiani mostrano “attitudini positive verso i test genetici predittivi, anche se il livello di conoscenze non è del tutto adeguato”. Interventi formativi per i medici e alfabetizzazione del pubblico alla genomica (“empowerment dei cittadini”) sono i due pilastri che agevoleranno il processo di integrazione di queste nuove tecnologie nel nostro sistema sanitario. Particolare attenzione viene data al ruolo dei medici di base e dei pediatri, che avendo un contatto diretto con i cittadini avranno il compito di informare i cittadini e al tempo stesso di valutare gli effetti clinici, economici e tecnico-organizzativi degli interventi di medicina predittiva.

L’Italia si sta dunque preparando alla rivoluzione genomica, che cambierà il nostro approccio alla cura della salute, rendendolo più personalizzato e spostando l’accento dalla cura alla prevenzione. Le linee guida predisposte dal Ministero elencano con chiarezza quali sono i punti critici per realizzare il passaggio epocale tra due modi concettualmente diversi di vivere la sanità pubblica. La strada, insomma, è tracciata. Ma quali sono le misure concrete che l’Italia già ora sta portando avanti? Quello che alcune Regioni stanno facendo, in questo momento, è raccogliere dati sull’uso corrente dei test genetici predittivi. La Regione Emilia Romagna, ad esempio, ha proposto un sistema di codifica delle prestazioni di genetica che dovrebbe consentire di raccogliere dati sull’esecuzione dei test non solo in termine di numero, ma anche in relazione alle specifiche patologie per le quali il test viene richiesto. Sono piccoli passi, forse, ma sono necessari per portare concretamente ai cittadini, in modo efficace ed etico, le opportunità offerte dalla genomica. Ma cosa dicono le linee guida del Ministero a proposito dei test genetici commerciali offerti direttamente ai consumatori, i cosiddetti test DTC? L’approccio è ancora una volta equilibrato, lontano dall’eccessivo paternalismo che in passato alcune associazioni di medici hanno manifestato. Non si trovano nel documento accenni a un eventuale divieto di questa modalità di vendita, ciò che conta è “assicurare la trasparenza e la veridicità nella pubblicizzazione dei DTC”. Permettetemi un giudizio personale: queste linee guida mi piacciono, anche perché in diversi punti ricalcano quello che io e il dott. Keith Grimaldi abbiamo scritto in un recente articolo pubblicato su Personalized Medicine. Anche per noi, infatti, le priorità erano la valutazione dell’utilità dei test, la trasparenza delle aziende DTC e la formazione dei medici. Sono felice di notare che questi punti siano considerati importanti anche dal Ministero della Salute.

Quando il DNA incontra Facebook

Ho appena finito di leggere un ottimo libro, si intitola Il DNA incontra Facebook e lo consiglio vivamente a tutti i lettori del mio blog. Lo consiglio per diversi motivi. Il primo motivo – banale – è che si parla di genomica personalizzata, e di tanti altri argomenti collegati che tratto abitualmente qui, sulle pagine di myGenomix. Tra l’altro, questo libro è anche il primo in lingua italiana che descrive il mondo della genomica di consumo e la sua dimensione “social”, sempre più in voga negli Stati Uniti. Un altro ottimo motivo per acquistare il libro è rappresentato dal nome del suo autore, Sergio Pistoi. Un dottorato di ricerca a Parigi e un’esperienza giornalistica nella redazione di Scientific American fanno di Sergio Pistoi un raro esempio di giornalista con “le mani in pasta”: in altre parole, è uno che le cose le sa, e le sa anche spiegare. Ne è uscito quindi un testo accurato e approfondito, ma anche molto scorrevole e godibile (basti pensare che l’ho letto in un paio di giorni!). Lo stile è divulgativo, chiaro, e l’abbondante uso di metafore permette anche ai non addetti ai lavori di comprendere perfettamente persino gli aspetti più tecnici.

“Il DNA incontra Facebook” è un viaggio nel mondo della consumer genomics, con le sue opportunità e i suoi rischi. Il viaggio inizia con l’esperienza personale dell’autore, che decide di acquistare un test genomico di 23andMe (proprio come ho fatto io, insieme ad altri clienti italiani). Per lui, la scoperta dei segreti custoditi nel suo stesso genoma è in realtà soltanto il primo passo di un lungo percorso che lo condurrà a indagare un mondo ancora poco esplorato, almeno per il pubblico italiano: il mondo della genomica predittiva, della farmacogenomica, della genealogia basata sul DNA. L’accento si sposta rapidamente sulla dimensione sociale che ha assunto la genomica in questi anni, con le comunità di appassionati che scelgono di condividere online le proprie informazioni genetiche, proprio come facciamo quando pubblichiamo una foto su Facebook.

Nel libro si parla della capacità (reale o presunta) di prevedere le malattie di cui ci ammaleremo partendo dall’analisi del nostro genoma, ma non ci si ferma lì. Usando come traccia i risultati di 23andMe, l’autore esplora i territori poco conosciuti del social networking genomico, in cui migliaia di persone decidono di incontrarsi virtualmente perché hanno scoperto di essere lontani parenti, oppure perché condividono una particolare variazione genetica. Da lì si parte alla scoperta della genealogia genomica e della genografia 2.0, della recreational genomics e della genomica fai-da-te, si trattano argomenti spinosi come la questione della privacy e della discriminazione genetica, per concludere poi con le entusiasmanti prospettive future: le interazioni geni-ambiente, il microbioma, la terapia genica. In questo libro c’è veramente tutto quello che serve per capire un po’ meglio la scienza che sta rivoluzionando la medicina moderna, e più in generale la nostra società. L’autore, tra l’altro, è molto bravo perché non esprime mai giudizi affrettati o superficiali. E’ un attento osservatore e fa le sue riflessioni che per altro condivido, ma non si azzarda a condannare questo o quel comportamento: siamo liberi di farci analizzare il DNA da un’azienda privata, e – se lo vogliamo – di pubblicare su internet questa informazione tanto personale. Ci sono vantaggi e svantaggi, rischi e opportunità, e “Il DNA incontra Facebook” può essere d’aiuto per chiarirsi le idee. Buona lettura!

PS: il sito Molecularlab mette in palio cinque copie del libro. Se siete interessati affrettatevi a partecipare, avete tempo fino al 16 luglio!

GenoMIX #25 – Maggio 2012

Anche questo mese ho selezionato per voi le notizie più interessanti dal mondo della genomica. Prima di parlare di DNA, però, vorrei segnalarvi qualche news degna di nota che riguarda la scienza in generale. Maggio è stato infatti il mese della finalissima di FameLab Italia, la competizione di divulgazione scientifica rivolta a studenti e ricercatori. FameLab esiste dal 2005, ma quella di quest’anno era la prima edizione italiana, perciò non stupisce che ci fosse tanta attesa per questo evento. Ha vinto Roberto Guidi (classe 87), che si è conquistato un posto nelle semifinali di FameLab international. Dovrà vedersela con il tedesco Timo Sieber il prossimo 13 giugno a Cheltenham, Regno Unito.

Veniamo ora alle notizie di genomica. Per quanto riguarda il sequenziamento di nuovi genomi non possiamo che ricordare il genoma del pomodoro, il cui paper è appena uscito su Nature con le firme di moltissimi ricercatori italiani. Dal mondo della synthetic biology (che anche io sto iniziando a conoscere da vicino) arriva invece una notizia che dimostra ancora una volta gli straordinari progressi che sta facendo questo giovanissimo settore. Un gruppo di ricerca della Stanford University è infatti riuscito a usare una cellula vivente come un archivio di informazioni digitali, attraverso il sapiente uso di un apposito dispositivo molecolare. Non che sia stata una passeggiata, intendiamoci: gli autori hanno infatti riferito che per far funzionare il meccanismo sono stati necessari tre anni di lavoro e 750 tentativi!

Una scoperta interessante per l’evoluzione umana arriva invece da Cell. In base a quanto emerso da due studi, la duplicazione di un gene (SGRAP2) avvenuta grossomodo 2 milioni di anni fa potrebbe aver consentito ai nostri antenati di sviluppare un cervello più efficiente nel processare le informazioni. Due indizi supportano questa ipotesi: SGRAP2 si è duplicato proprio nel momento in cui si stava evolvendo il genere Homo, e inoltre l’espressione del gene in topi di laboratorio sembra rendere i cervelli dei roditori più ricchi di connessioni.

Un filone di ricerca di grande attualità è quello che studia il microbioma umano. Un articolo pubblicato su Nature ha rivelato le similarità e le differenze che caratterizzano la flora batterica intestinale di tre diverse popolazioni: è stata infatti analizzata la cacca (pardon, dei campioni fecali) di 316 americani, 115 abitanti del Malawi e 100 Guahibo del Venezuela. I ricercatori hanno scoperto che la flora batterica cambia man mano che si cresce: da piccoli l’intestino abbonda di Bifidobacterium, mentre negli adulti si notano diverse differenze da persona a persona. La variabilità riscontrata all’interno delle popolazioni pare essere infatti maggiore rispetto a quella che distingue le tre popolazioni. Tuttavia, qualche differenza c’è: in particolare, la flora batterica degli americani è particolarmente riconoscibile perché, rispetto alle altre due popolazioni, è più sbilanciata verso specie di batteri meglio adattate a un’ambiente iperproteico e ricco di carboidrati raffinati – come solo l’intestino di un americano può essere.

Segnalo infine un paio di articoli che sono piaciuti molto ai miei lettori: nel primo provo a spiegare con qualche cenno storico come mai la scienza in Italia non è molto considerata, nel secondo racconto quello che è successo nelle ultime due settimane nella blogosfera scientifica. Chiudo in bellezza con il video della performance di Riccardo Guidi alla finale di FameLab Italia. In bocca al lupo per Cheltenham Riccardo!

ARTICOLO DEL MESE
Sato et al “The tomato genome sequence provides insights into fleshy fruit evolution”, Nature 2012