3  Applicazioni biotecnologiche e animali transgenici

Nei mammiferi più grossi, infatti, accade che un solo ovocita microiniettato su 200, ad esempio, abbia capacità di sviluppare una progenie transgenica. 

Per essere considerato transgenico in senso stretto, l’animale deve contenere il gene “nuovo” in tutte le sue cellule e ciò può accadere solo se il transgene è inserito in una cellula embrionale. In questo caso, infatti, se il gene si integra nel genoma del ricevente, verrà replicato a ogni divisione cellulare e pertanto tutte le cellule lo erediteranno. L’inserzione di geni nelle cellule animali avviene per trasferimento di geni con vettori (retrovirus) come in altre tecniche di ingegneria genetica oppure per microiniezione di DNA nei nuclei delle cellule uovo già fecondate, così come hanno tentato alcuni ricercatori. 

Una tecnica per produrre animali transgenici, ad esempio, è la seguente: da un maiale donatore si estraggono le cellule uovo fecondate e in esse con una pipetta di vetro molto sottile si inietta il gene capace di produrre una proteina umana. Le cellule fecondate vengono impiantate in una madre surrogata e, dopo quattro mesi di gestazione, una delle femmine nate porta il DNA estraneo nelle sue cellule [ 39 ]. 

Un’altra tecnica utilizza le cellule staminali embrionali (Embryonic Stem cells; ES cells). Le ES cells sono la parte della blastocisti di mammifero che darà luogo all’embrione ed essendo pluripotenti, possono dare origine a tutti i tessuti dell’organismo [  40   41  ].

Le ES cells rimangono pluripotenti anche quando sono modificate inserendo DNA nel loro genoma dopo aver alterato la permeabilità della membrana per trasfezione, cioè mediante sostanze chimiche [ 42 ], o per elettroporazione mediante una scarica elettrica controllata [ 43 ].

Per poter trasmettere il gene alle generazioni future è necessario che le chimere lo abbiano incorporato nella linea germinale [ 46 ]. 

Queste tecniche possono essere utilizzate per produrre animali d’allevamento mutati geneticamente e a loro volta utilizzati per gli scopi più diversi.

Il miglioramento della qualità e quantità degli alimenti rappresenta un obiettivo perseguito allo scopo di produrre, in linea con i princìpi di una sana alimentazione, carne più magra. 

Ad esempio, è stato iniettato in ovociti di maiale l’ormone della crescita, in maniera che fosse inferiore la quantità di grasso sottocutaneo e superiore la taglia. 

Tentativi analoghi sono stati fatti per migliorare la qualità e la quantità del latte o delle uova. Potrebbe non essere esclusa la possibilità di disporre di latte umanizzato [ 47 ] grazie a mucche o pecore capaci di produrre latte con le caratteristiche del latte umano per nutrire senza problemi non i loro vitellini, ma i neonati dell’uomo. 

Aumentare la resistenza alle malattie o aumentarne la taglia è un ulteriore scopo perseguito per rendere le specie animali meno sensibili alle malattie parassitarie. 

È un problema importante per i Paesi in via di sviluppo dove milioni di capi, fondamentali nell’economia di quelle zone, muoiono per tripanosomiasi, una malattia parassitaria indotta dalla puntura della mosca tse-tse. Bovini, suini, ovini e addirittura pesci di taglia più grande possono essere ottenuti introducendo il gene che codifica l’ormone della crescita, anche per tentare di risolvere il problema dello squilibrio alimentare [ 48 ]. Pecore da tosare “a strappo” potrebbero essere pensate modificando geneticamente la produzione di vello. 

Nella produzione di farmaci si possono usare animali come bioreattori, che secernono nel latte proteine con effetto farmacologico, quali la proteina C, importante anticoagulante del sangue, per la terapia delle trombosi, fattori VIII e IX della coagulazione per la terapia dell’emofilia, emoglobina umana come sostituto del plasma umano nelle trasfusioni. 

Si possono poi produrre modelli di patologie umane: avendo a disposizione animali transgenici con patologie simili alle malattie ereditarie umane o alle neoplasie, è più semplice condurre la ricerca e svolgere sperimentazioni più vicine alla realtà. L’oncotopo, brevetto della Università di Harvard, contiene nel suo patrimonio un gene tumorale utile per studiare le patologie del tumore della mammella. Sono già disponibili animali transgenici per lo studio di malattie come il diabete, l’ipertensione, l’artrite, la sclerosi multipla o malattie genetiche come la distrofia muscolare. 

Con potenziali donatori d’organo o trapianto di tessuti umanizzati è possibile ridurre l’incidenza di rigetto che fa seguito allo sviluppo nell’organismo di anticorpi contro le proteine estranee dei tessuti trapiantati provenienti da altra specie animale. Ad esempio, sono disponibili suini transgenici per il trapianto temporaneo di cuore o di rene in attesa della disponibilità del donatore umano. 

La paura dei ricercatori circa la pratica degli xenotrapianti è che malattie simili all’encefalopatia spongiforme bovina possano saltare le barriere tra specie e trasmettersi dai maiali all’uomo o che virus dormienti e innocui per l’animale vengano trasferiti dal donatore al ricevente umano e che nel giro di mesi o anni riprendano la loro attività, infettando non solo il ricevente dell’organo, ma l’intera popolazione. 

Infatti molte delle tremende epidemie e pandemie come la tristemente famosa influenza spagnola che nel 1918 contagiò mezzo miliardo di persone uccidendone almeno 50 milioni, il virus Ebola, l’influenza A, l’Hiv, e, negli ultimi anni, l’epidemia di SARS (2002-2003), l’epidemia di MERS, (tra il 2012 e il 2013), e la pandemia di SARS-CoV-2, iniziata a fine dicembre 2019 sono state causate da virus che utilizzano animali ospiti (come mammiferi e uccelli) per mutare il loro genoma e diventare virulenti e pericolosi anche per l’uomo. Il momento in cui un patogeno passa da una specie ospite a un’altra, in questo caso da animale a uomo, è detto spillover o “salto interspecifico” per compiere il quale i virus devono subire delle mutazioni che permettono loro di adattarsi ai recettori cellulari, diversi fra l’uomo e le specie d’origine, e potersi replicare. Quando avviene uno spillover il virus non è riconoscibile in tempi rapidi dal sistema immunitario umano.